KR102031252B1 - 태양광 발전시스템과 에스피이를 이용한 수소제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고체고분자수전해기술(SPE)시스템의 셀에 입력되는 전류를 최대화 하기 위하여 태양광최대출력의 최대점을 찾도록 스위치를 제어함으로써 보다 간단하고 안정성이 있도록 최대출력을 찾음으로써 수소의 제조를 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 있어서, DC/DC 컨버터와, PV-array, SPE시스템, 그리고 제어부 이상과 같이 크게 네 개의 부분으로 구성되고, 스위치 ON/OFF시간(Duty ratio)를 조절하여 전류를 제어함으로써 최대 전력 출력값을 얻을 수 있도록 하여 SPE로 최대의 전류가 공급되도록 하여 수소의 발생을 최대화 시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 있어서, DC/DC 컨버터와, PV-array, SPE시스템, 그리고 제어부 이상과 같이 크게 네 개의 부분으로 구성되고, 스위치 ON/OFF시간(Duty ratio)를 조절하여 전류를 제어함으로써 최대 전력 출력값을 얻을 수 있도록 하여 SPE로 최대의 전류가 공급되도록 하여 수소의 발생을 최대화 시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광 발전시스템과 고체고분자수전해기술(이하'SPE'라 칭함)를 이용한 수소제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SPE시스템의 셀에 입력되는 전류를 최대화하기 위하여 태양광최대출력의 최대점을 찾도록 스위치를 제어함으로써 보다 간단하고 안정성이 있도록 최대출력을 찾음으로써 수소의 제조를 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 관한 것이다.
태양광 발전기술은 대체에너지 기술 가운데 현재까지 우리나라에서 가장 개발상과가 큰 것으로 평가되는 기술이다. 태양광 발전기술은 기본적으로 두 종류가 있는데 전력변환 장치부에 축전지가 접속되는 독립형과, 전력계통과 연계되는 연계형이 있다.
그리고 여기서 사용된 SPE셀의 특징중 하나가 고순도의 수소로 높은 에너지효율이 얻어진다는 것이 가장 큰 특징이다.
즉 전해를 위해 입력된 전기에너지에 대한 발생수소가 가진 화학에너지(연소열량)의 비율이 종래의 알카리 수전해의 75~80%전후에 비해 고체고분자수전해의 경우는 90%정도로 고효율이며, 에너지변환이 가능하여 수소 순도도 99.9999%이상으로 상당히 높다. 또한 전해질에 고체고분자형 연료전지와 같은 고분자 막을 이용하기 때문에 운용온도가 80℃정도로 낮고 기동성과 관리성도 상당히 우수한 특성을 가지고 있다.
SPE셀을 이용한 물 전기분해로 생산한 산소와 수소는 고순도이므로 산소는 의료용으로, 수소는 여러가지 용도로 사용할 수 있다. 최근에는 잉여 전력 저장 시스템으로 주목받고 있으며, SPE를 이용한 물 전기분해는 SPE의 양면에 전극촉매를 접합시켜 전해셀에 걸어서 물을 전기분해시키는 공정이며, 높은 전류밀도에서도 고효율의 전기분해가 가능하다.
기본적인 배경이 되는 에너지의 흐름도 및 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 시스템(이하'PV-SPE'라 칭함)의 원리는 도 1 과 같으며, 도 2 는 단일 SPE셀의 전압전류특성곡선을 나타낸 것으로, PV-SPE 시스템에서 전기적인 요구사항은 얼마만큼 다량의 전류를 SPE에 흘러 보내느야 하는 것이며,
또한 도 2 와 같이 SPE셀은 전류 의존성 부하로서 소비전력은 셀 내의 순시전류밀도와 비례하므로, DC/DC컨버터부가 제안된 기상조건하에서 얼마만큼 많은 양의 전력을 SPE셀에 공급해주느냐가 관건이다.
도 2 에서 나타난 바와 같이 수소의 생산량은 셀내에 흐르는 전류량과 정비례함으로 DC/DC컨버터에 의한 최대 출력점 추종제어(Maximum Power Point Tracking : 이하'MPPT'라 칭함)변환효율의 수소생산량과 비례적인 상관관계를 유지함을 알 수 있으며, 도 3 에서는 SPE셀을 이용한 수소발생장치의 개념도를 나타내었다.
태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조시스템에서 전기적인 관점에서의 운용 및 제어상에서의 주요 핵심기술은, 첫째, 기상조건에 의해서 급변하는 태양전지의 출력특성을 극도의 안전성으로 운전하는 방법, 둘째, DC/DC컨버터의 고효율 운용기술, 셋째, 저전압 대전류 특성의 SPE에 안정된 전압을 유지시켜주는 기술, 마지막으로 태양전지를 항상 안정성을 확보한 상태에서 최대 출력점으로 유지시켜주는 최대출력 추종제어법 등으로 나눌 수 있다.
도 4 는 태양광 발전시스템과 SPE의 커플링 이론의 개념을 나타낸 것이며, 도 4 에서와 같이 직접연결방식과 DC/DC컨버터를 이용한 간접연결방식으로 나눌 수 있는데, 직접연결방식은 제어회로의 구성이 필요없으며, DC/DC 컨버터의 설치비를 절약할 수 있고 또한 고안정성을 지닌 시스템이라는 장점이 있으나, 태양전지의 최대출력점 최적전압과 SPE의 입력전압간에 생기는 불일치로 인해 효율이 낮아지는 단점이 있고, DC/DC컨버터를 이용한 간접연결방식은 MPPT제어방식을 이용한 방법과 컨버터의 입력부의 일정전압제어를 이용한 방식으로 나눌 수 있다.
상기 도 7 에서 MPPT가 시작되는 점을 0(P0, V0)라고 한다면, 최대전력을 추종하기 위해 V는 증가(+), P역시 증가(+)하게 된다. 다음 과정을 보게 되면 V는 (+)인데 P가 (-)가 되어 최대값을 추종하기 위해서는 △V(전압변화량)이 (-)가 되어야 한다.
두 번째 과정에서 3(2~3)이 되면 V는 감소(-)하고, P는 증가(+)하지만 다시 최대값을 추적하기 위해 △V는 감소(-)하게 된다. 과정 3을 지나게 되면 V는 감소(-), P역시 감소(-)가 되므로 △V는 증가(+)가 된다.
상기와 같은 과정을 반복함으로써 최대전력을 발생하는 전압의 위치를 알 수 있게 된다.
하지만, 기존의 MPPT 제어방식을 이용한 시스템은 피드백 받아야 할 부분이 태양전지의 전압과 전류모두임으로 인해 제어회로가 복잡해질 뿐만 아니라, 기상조건의 급격한 변화로 인한 추종제어의 실패 가능성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 저전압 대전류를 요구하는 SPE셀의 특성을 고려하여 태양광출력이 최대가 될 때 SPE입력전류가 최대가 되는 특성을 이용하여 SPE셀의 입력전류만 피드백하고 스위칭비(Duty ratio)를 이용하여 최대의 출력값을 추종함으로써 SPE에 최대의 전류를 공급하여 수소의 생산 효율을 높일 수 있도록 하는 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치를 제공함을 목적으로 한다.
아울러, 태양광 어레이 주변의 먼지 발생을 채크하여 기준이상의 먼지가 검출될 경우 경보신호를 출력하여 태양광 어레이의 먼지 제거를 유도함으로서 태양광 어레이를 보호함과 동시에 먼지 제거로 인하여 태양광 발전이 원할하게 이루어지도록 유도하고, 또한, 태양광 어레이 근처에 있는 관리자에게 마스크 착용 또는 대피를 유도하여 관리자를 보호토록하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 있어서, 태양광의 빛에너지를 모을 수 있는 태양광 어레이와; 상기 태양광 에너지를 변환시켜주는 DC/DC 컨버터와; 물을 전기분해 하여 수소 및 산소를 제조할 수 있는 SPE시스템과; 상기 구성요소를 제어하는 제어부와; 상기 태양광 어레이의 일측에 설치되어 태양광 어레이의 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치를 포함하여 구성함이 특징이다.
또한, 상기 먼지 측정수단은, 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지고; 상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급하는 것이 특징이다.
또한, 상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것이 특징이다.
또한, 상기 악취도포장치(1100)는, 하우징(1110)과; 상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와; 상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와; 상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과; 상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와; 상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과; 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 악취 약물 도포기(1160)와; 일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은, 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와; 상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과; 상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와; 상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과; 상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와; 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함이 특징이다.
상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
기존의 방식에 비해 제어가 훨신 간단해지며, Duty ratio만으로 태양광최대출력을 제어할 수 있게 되었고 태양전지로부터의 에너지 변환효율을 평균 98%이상 올릴 수 있으며, 최대 전력점 추종제어실패가 없어져 전체적인 시스템의 안정화가 가능할 뿐더러 SPE셀에 안정적인 전압을 인가해 줌으로써 셀의 열화를 방지, 전체적인 수명 향상이 가능하게 되었다.
아울러, 태양광 어레이 주변의 먼지 발생을 채크하여 기준이상의 먼지가 검출될 경우 경보신호를 출력하여 태양광 어레이의 먼지 제거를 유도함으로서 태양광 어레이를 보호함과 동시에 먼지 제거로 인하여 태양광 발전이 원할하게 이루어지도록 유도하고, 또한, 태양광 어레이 근처에 있는 관리자에게 마스크 착용 또는 대피를 유도하여 관리자를 보호하는 효과가 있다.
도 1은 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 SPE의 전류에 의한 수소발생 곡선,
도 3은 SPE 셀을 이용한 수소제조시스템의 개념도,
도 4는 PV 시스템과 SPE의 커플링 이론 개념도,
도 5는 본 발명인 태양광 발전시스템의 컨버팅 장치의 등가회로도,
도 6은 Solar cell의 V-I 특성곡선
도 7은 종래의 MPPT 최대출력점 추정과정을 나타낸 특성곡선 및 표,
도 8은 본 발명의 MPPT 최대출력점 추정과정을 나타낸 특성곡선 및 표.
도 9는 본 발명의 태양광 어레이에 먼지측정장치 및 경보출력장치를 설치한 예시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.
도 11은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 13은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 15는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 16은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 18은 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 19는 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 20은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 21은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 22는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 23은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 24는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 25는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
도 2는 SPE의 전류에 의한 수소발생 곡선,
도 3은 SPE 셀을 이용한 수소제조시스템의 개념도,
도 4는 PV 시스템과 SPE의 커플링 이론 개념도,
도 5는 본 발명인 태양광 발전시스템의 컨버팅 장치의 등가회로도,
도 6은 Solar cell의 V-I 특성곡선
도 7은 종래의 MPPT 최대출력점 추정과정을 나타낸 특성곡선 및 표,
도 8은 본 발명의 MPPT 최대출력점 추정과정을 나타낸 특성곡선 및 표.
도 9는 본 발명의 태양광 어레이에 먼지측정장치 및 경보출력장치를 설치한 예시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.
도 11은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 13은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 15는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 16은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 18은 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 19는 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 20은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 21은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 22는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 23은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 24는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 25는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 SPE의 전류에 의한 수소발생 곡선,
도 3은 SPE 셀을 이용한 수소제조시스템의 개념도,
도 4는 PV 시스템과 SPE의 커플링 이론 개념도,
도 5는 본 발명인 태양광 발전시스템의 컨버팅 장치의 등가회로도,
도 6은 Solar cell의 V-I 특성곡선
도 7은 종래의 MPPT 최대출력점 추정과정을 나타낸 특성곡선 및 표,
도 8은 본 발명의 MPPT 최대출력점 추정과정을 나타낸 특성곡선 및 표.
도 9는 본 발명의 태양광 어레이에 먼지측정장치 및 경보출력장치를 설치한 예시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.
도 11은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 12는 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 13은 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 15는 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 16은 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 17은 본 발명의 오목렌즈 실시예도.
도 18은 본 발명의 악취 약액 도포장치 분해 사시도.
도 19는 본 발명의 악취 약액 도포장치 단면도 및 요부 단면도.
도 20은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 요부 확대 단면도.
도 21은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 구성도.
도 22는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 회전모터 및 상하 구동 실린더 요부 확대도.
도 23은 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 구성도.
도 24는 본 발명의 악취 약액 도포장치의 임시고정수단 다른 각도 구성도.
도 25는 본 발명의 약액 통과용 홀 구성도로서,
먼저, 도 5는 컨버터장치의 등가회로도를 나타낸 것으로, 상기 컨버터장치의 스위치가 이상적인 스위치라면 T(Ton+Toff)는 제어주기, Ton/T는 듀티비(Duty ratio)이고, ON과 OFF두가지 운전상태를 가지며 0≤Ton/T≤1이다.
상기 컨버터장치는 최대전력점을 찾기 위한 스위칭 기능을 수행하며, ON과 OFF 두가지 운전상태를 가지며, 출력전압은 항상 입력전압보다 작거나 같게 된다. 수학식 1 은 이를 나타낸 것이다.
[수학식 1]
Vin/Vout = T/Ton
도 5 에서 스위치가 ON상태이면 태양전지 어레이로부터 에너지는 Lm에 저장되고, 스위치가 OFF상태이면 에너지는 DC연결 캐패시터(C)에 전달된다.
또한 도 6에서 보는 바와 같이 태양광발전에서 전류와 전압의 관계는 반비례하므로 스위칭을 많이 할수록(ON이 늘어날수록, Duty ratio가 증가할수록) 전류가 많이 흐르고 전압은 하강하게 된다. 여기서 Duty ratio를 기존제어방식의 전압성분 V와 동일하게 두게되면 도 8에 의해 다음과 같은 원리가 성립하게 된다.
도 8의 V-I특성곡선에서 보이는 바와 같이 태양광 발전에서 전류와 전압의 관계는 서로 반비례 한다.
즉 스위칭을 많이 할수록 전류가 많이 흐르고 전압은 감소하므로, 스위칭을 많이하면(duty ratio가 증가하면) 전압은 감소하고, 스위칭을 적게하면(Duty ratio가 감소하면) 전압은 증가하게 된다.
여기서 Duty ratio 는 PWM 컨트롤에 의해서 스위칭 속도가 조정되므로 전압성분의 증감을 따로 피드백 할 필요가 없게 된다.
따라서 SPE의 입력 전류 또는 DC/DC converter의 출력 전류(Iout)와 전력(Pin)이 비례하므로 (P=V×I, 전압은 P-V특성곡선을 보면 비례하지 않는다는 것을 알 수 있다.) 새로운 표에서 전류(Iin)를 기존 MPPT의 P성분과 동일하게 생각할 수 있다.
다시 기존의 그림을 빌려서 설명하면 P=I, V=duty rario, △V=△duty ratio, 여기서 duty ratio는 PWM 신호에 의해 조절되므로 제어해야 할 요소는 전류 하나가 될 수 있다.
따라서 스위치의 ON/OFF시간비(Duty ratio)에 의해 전류의 양을 조절할 수 있으며, 이에 따라 태양광 최대출력점을 찾음으로써 SPE의 입력전력도 최대가 되기 때문에 보다 간단한 시스템 구성으로 효율적인 수소 생산이 가능하다.
한편, 본 발명은 태양광 어레이(100)의 일측에 먼지 측정수단(1000a)을 더 부가하여 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000a)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(1100)를 통해 경보신호를 출력하여 전기적 스파크가 발생하기 전에 청소를 유도한다. 또한, 상기와 같이 태양광 어레이(100)를 청소하게 되면 미세먼지가 태양빛을 가리지 않게 되어 태양빛을 이용한 발전효율을 극대화시킬 수 있게 된다. 아울러, 태양광 어레이 주변에 작업자가 있으면 마스크 착용을 유도하거나 대피를 유도한다.
본 발명의 먼지 측정수단(1000a)은 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.
상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 오염요소를 제거토록 구성한다.
그리고, 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정 제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급한다.
그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.
즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.
즉, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.
다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.
본 발명의 적외선 송신수단(A)은,
다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈 탑재용 원판(1)과,
상기 다수개의 오목렌즈 중에서 일개의 오목렌즈에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;
상기 오목렌즈 탑재용 원판의 정중앙에 결합되어 오목렌즈 탑재용 원판을 시계방향 또는 반시계방향으로 움직이면서 함몰각도가 다른 렌즈를 적외선 송신소자에 위치시키도록 구동하는 원판 구동모터(3)와;
상기 원판 구동모터에 전기적으로 결합되며, 먼지의 양이 적으면 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 낮은 렌즈에 위치되도록 제어하고, 먼지의 양이 많으면 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 높은 렌즈에 위치되도록 제어하는 송신제어부(6)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성하는 본 발명은 오목렌즈 탑재용 원판을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.
그리고, 먼지의 농도가 내려가면 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 아울러 먼지의 농도가 더 올라가면 함몰각도가 제 2 오목렌즈보다 낮은 제 1 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 다라 송신소자의 광출력을 훨씬 낮추어서 출력하게 된다.
그리고, 먼지의 농도가 올라가면 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다. 아울러, 몬지의 농도가 더 내려가면 제 4 오목렌즈의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 4 오목렌즈보다 더 높은 제 5 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 따라 송신소자의 광출력을 훨씬 높여서 출력하게 된다.
그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.
그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.
그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.
그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.
그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.
한편, 본 발명은 경보신호 출력수단으로서 악취 약액 도포장치(1100)를 구비하는바, 미세분진이 기준이상이면 악취 약액 도포장치(1100)로부터 악취를 출력하여 작업자로 하여금 장치로부터 멀어지도록 강제한다.
즉, 상기 분진 측정수단(1000a)에 전기적으로 연결되며 분진 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 도포하는 악취 약액 도포장치를 더 포함하여 이루어지며, 미세분진이 기준이상이면 작업자를 보호하기 위해서 악취를 출력하는 것이다.
악취 약액 도포장치(1100)는 하우징(1110)과, 배터리(1120)와, 회전모터(1130)와, 상하 구동 실린더(1140)와, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과, 악취 약물 도포기(1160)와, 약액 저장수단(1170)과, 도포기 임시고정수단(1180)으로 이루어진다.
상기 하우징(1110)은 내부에 공간부를 갖으며, 각종 장치를 내장하여 이루어진다. 즉, 하우징은 일측이 오픈된 두개의 케이스를 각각 상호 접합하여 구성하며, 상기 케이스가 접합되는 과정에서 발생하는 공간부에 각종 장치가 설치되는 것이다. 이러한 하우징은 일반적으로 내부에 공간부를 갖는 수단들과 비슷한 구조이다.
상기 배터리(1120)는 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 역할을 한다. 즉, 배터리는 하우징의 상부에 설치되며 외부 전력공급장치와 전기적으로 연결되어 전기를 공급받고, 공급받은 전력을 임시저장하여 전력이 필요로하는 각종 장치에 전기를 공급한다.
상기 회전모터(1130)는 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시켜 모터축을 자유 회전시킨다. 이때, 상기 모터축(1131)은 저면이 수직방향으로 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 형태이다. 즉, 상기 회전모터는 배터리로부터 전력을 공급받아 회전하며, 모터축의 저면이 굴곡진 파형 형태로 이루어져 회전하는 형태이다.
상기 상하 구동 실린더(1140)는 상기 회전모터에 기계적으로 연결하되 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동된다. 이때, 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)은 상부면이 수직방향으로 파형형태로 이루어져 회전모터의 모터축의 파형과 상호 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 한다. 즉, 상하 구동 실린더는 회전모터의 회전에 따라 승하강 동작이 이루어지도록 회전모터의 모터축과 동일하게 회전축이 굴곡진 파형 형태로 이루어지며, 이에 따라 회전모터가 회전하면 상하 구동 실린더는 승하강 동작을 하게 된다.
상기 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징(1110) 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더(1140)의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더(1140)를 탄발지지하여 상하 구동 실린더(1140)가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 한다. 즉, 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)은 상하 구동 실린더(1140)를 상부방향으로 계속 밀어올리는 탄발작용을 하기 때문에 회전모터(130)가 회전시에 회전모터의 모터축(1131)의 파형과 상하 구동 실린더(1140)의 회전축(1141)의 파형이 엇걸리면서 상하 구동 실린더가 하강하고, 엇걸림이 끝난후 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)에 의해서 상하 구동 실린더(1140)가 상승하면서 회전축(1141)의 파형과 회전모터(1130)의 모터축(1131)의 파형이 밀착된다. 따라서, 상하 구동 실린더(1140)는 회전모터(1130)에 근접하고 이격되는 것이 반복되어 회전모터(1130)를 중심으로 상하 구동 실린더(1140)가 연속적으로 상하 운동이 이루어지게 된다.
상기 악취 약물 도포기(1160)는 몸체 실린더 형상이고 저면에 악취 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지고, 상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되며, 악취 약물을 공급하는 역할을 한다. 즉, 악취 약물 도포기(1160)는 내부에 저장되는 악취 약물을 악취 약물 통과용 홀(1161)을 통해 외부로 배출되도록하며, 이때 악취 약물 도포기(1160)는 상하 구동 실린더의 내부에 설치되기 때문에 상하 구동 실린더(1140)의 상하 작동시에 악취 약물 도포기(1160)가 타격되어 관성의 법칙에 따라 외부로 약물을 출력하게 된다.
상기 악취 약액 저장수단(1170)은 내부에 악취 약물을 수납한 상태이며, 악취 약물 도포기(1160)에 삽입설치되어 악취 약물 도포기(1160)의 악취 약물 통과용 홀(1161)을 통해 출력된다. 즉, 상기 악취 약액 저장수단(1170)은 약물을 저정한 상태이며, 하부가 오픈된 형태로 악취 약물 도포기(1160)에 결합되며, 상하 구동 실린더(1140)가 구동시에 악취 약액 저장수단의 악취 약물이 외부로 출력되게 된다. 실제로 악취 약물 통과용 홀(1161)은 미세하게 형성되어 있기 때문에 상하 구동 실린더(1140)가 작동하지 않을 때에는 쉽게 외부로 배출되지 않는다.
상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은 일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징(1110)을 기준으로 상하 구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정하여 상하 구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)가 승하강으로 유동하면서도 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막으며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체할 경우 버튼을 눌러서 하우징을 기준으로 악취 약물 도포기의 고정을 해제시켜 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더로부터 이탈되어 하부로 탈거되도록 한다. 즉, 악취 약물 도포기 임시 고정수단은 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기를 임시로 고정하여 동작시에 악취 약물 도포기가 탈거되는 것을 방지하고, 악취 약물 도포기 내부에 존재하는 약물을 모두 사용한 다음에는 버튼을 눌러 악취 약물 도포기를 해제후 악취 약액 저장수단을 재수납시키도록 유도한다.
상기 임시고정수단(1180)은 걸림용 후크(1181)와, 연결편(1182)과, 회전 지지용 힌지(1183)와, 지지용 스프링(1184)과, 슬라이딩 유동편(1185)과, 푸시버튼(1186)으로 이루어진다.
상기 걸림용 후크(1181)는 끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더(1140)의 결합홀(1140a) 및 약물 도포기(1160)의 결합홀(1160a)을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)의 내주연에 결합된 상태를 유지시킨다.
상기 연결편(1182)은 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도한다.
상기 회전 지지용 힌지(1183)는 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 중심축 역할을 한다.
상기 지지용 스프링(1184)은 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도한다.
상기 슬라이딩 유동편(1185)은 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직인다.
상기 푸시버튼(1186)은 상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 악취 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 기능을 한다.
100: 태양광 어레이
1000a: 먼지 측정수단
1100: 경보신호 출력부
1000a: 먼지 측정수단
1100: 경보신호 출력부
Claims (5)
- 태양광 발전시스템과 SPE를 이용한 수소제조 장치에 있어서,
태양광의 빛에너지를 모을 수 있는 태양광 어레이와;
상기 태양광의 빛 에너지를 변환시켜주는 DC/DC 컨버터와;
물을 전기분해 하여 수소 및 산소를 제조할 수 있는 SPE시스템과;
상기 태양광 어레이의 일측에 설치되어 태양광 어레이의 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과;
상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 악취를 출력하는 악취도포장치(1100)를 포함하여 구성하고;
상기 먼지 측정수단은,
먼지를 포집하기 위한 하우징(4)과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지고;
상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템과 에스피이를 이용한 수소제조 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템과 에스피이를 이용한 수소제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 악취도포장치(1100)는,
하우징(1110)과;
상기 하우징(1110)의 내부에 설치되며 외부에서 전력을 공급받아 전기를 충전후 장치에 전기를 제공하는 배터리(1120)와;
상기 배터리에 전기적으로 연결되어 배터리로부터 전력을 공급받아 이를 기계적인 회전운동으로 변환시키는 회전모터(1130)와;
상기 회전모터의 중심축상에 설치되어 회전모터의 회전에 상응하여 회전하되, 저면이 파형 형태로 이루어져 굴곡진 파형 형태가 연속적으로 회전하는 모터축(1131)과;
상기 회전모터의 하단에 위치되며 회전모터의 회전을 왕복 수직운동으로 전환하여 상하로 승하강하면서 유동되는 상하구동 실린더(1140)와;
상기 상하구동 실린더(1140)의 상부에 위치하되 중심축상에 위치되고, 회전모터(1130)의 모터축(1131)에 접면되면서 기계적으로 접촉되며, 회전모터(1130)의 모터축(1131)과 결합 및 분리를 반복하면서 승하강 동작을 하는 회전축(1141)과;
상기 상하 구동 실린더(1140)의 외주연에 설치하되 일측이 하우징 내측의 걸림턱에 고정되고 타측이 상하 구동 실린더의 걸림턱에 고정되어 상하 구동 실린더를 탄발지지하여 상하 구동 실린더가 승하강 작동을 유지할 수 있도록 하는 승하강 지지용 탄발 스프링(1150)과;
상기 상하 구동 실린더(1140)의 내측에 삽입 결합되고, 전체적으로 실린더 형상이고 저면에 약물 통과용 홀(1161)이 다수개 설치되어 이루어지며, 상하 구동 실린더의 움직임에 따라 상하로 유동하면서 약물을 공급하는 악취 약물 도포기(1160)와;
일측은 악취 약물 도포기(1160)에 결합되고 타측은 하우징(1110)의 일단에 결합되며, 하우징을 기준으로 상하 구동 실린더 및 악취 약물 도포기(1160)를 동시에 임시 고정시켜 악취 약물 도포기(1160)가 중력작용에 의해서 아래로 추락하는 것을 막는 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)을 포함하여 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템과 에스피이를 이용한 수소제조 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 악취 약물 도포기 임시 고정수단(1180)은,
끝단이 날카로운 쐐기 형태로 이루어지며 상하구동 실린더의 결합홀 및 약물 도포기의 결합홀을 통해 강제 끼움 결합되어 악취 약물 도포기가 상하구동 실린더의 내주연에 결합된 상태를 유지시키는 걸림용 후크(1181)와;
상기 걸림용 후크(1181)에 사선 방향으로 일체로 연결되며 회전운동에 의해서 걸림용 후크(1181)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 움직이도록 유도하는 연결편(1182)과;
상기 연결편(1182)과 걸림용 후크(1181) 사이에 설치되며 연결편이 회전되는 것을 지지하는 회전 지지용 힌지(1183)와;
상기 연결편(1182)과 상하구동 실린더(1140) 사이에 설치되어 연결편을 외측으로 밀어서 걸림용 후크(1181)가 시계 반대방향으로 유동되어 약물 도포기가 상하구동 실린더에 결합된 상태를 유지시키는 기능을 하며, 외부의 힘에 의해서 연결편이 눌러져서 상하구동 실린더 방향으로 압착되면 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 지지용 스프링(1184)과;
상기 연결편(1182)의 끝단부에 설치되며 상하구동 실린더(1140)의 상하 유동에 따라 걸림용 후크(1181) 및 연결편(1182)이 상하로 움직일때 동시에 움직이는 슬라이딩 유동편(1185)와;
상기 슬라이딩 유동편(1185)과 슬라이딩 결합되어 슬라이딩 유동편(1185)의 상하 움직임을 지지하며, 악취 약물 도포기(1160)를 교체시에 상하구동 실린더(1140) 방향으로 푸시하여 연결편(1182)을 누름으로서 연결편(1182)이 회전지지용 힌지핀(1183)을 중심으로 회전하게 되어 걸림용 후크(1181)가 상하구동 실린더(1140) 및 약물 도포기(1160)로부터 분리되면서 악취 약물 도포기(1160)가 상하구동 실린더(1140)로부터 탈거되도록 유도하는 푸시버튼(1186)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 태양광 발전시스템과 에스피이를 이용한 수소제조 장치.
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