KR200172408Y1 - Repeater using solar cell - Google Patents
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Abstract
본 고안은 태양전지를 이용한 중계기에 관한 것으로서, 특히 여건상 상전원 송전 시설을 할 수 없는 고산지역이나 기타 원거리 지역의 중계기에 태양전지와, 태양전지를 태양광선의 입사각과 수직으로 유지하도록 제어하기 위한 태양 추적장치를 설치한 중계기에 관한 것이다.The present invention relates to a repeater using a solar cell, and in particular, to control the solar cell and the solar cell perpendicular to the angle of incidence of the solar ray in the repeater in an alpine area or other remote area where the phase power transmission facility cannot be used under conditions. It relates to a repeater installed with a solar tracking device for.
본 장치는 일정한 파장의 빛만을 광전변환하는 태양전지와, 태양전지의 출력전압을 입력받아 전압이 일정하게 출력되도록 조정하며, 출력전압이 기설정된 전압 이하인 경우 일정 전압 이상이 되도록 상승시켜 출력하는 직류전압 자동 조정기와, 직류전압 자동 조정기의 출력전압을 입력받아 충전하기 위한 보조전원과, 보조전원의 충전전압을 입력받아 중계기에 공급하며, 공급전압이 기설정된 전압이하이면 예비전원을 공급하는 직류 정전압 조정기를 포함한다.This device is a photovoltaic cell that only photoelectrically converts light of a certain wavelength, and adjusts the output voltage of the solar cell so that the voltage is constantly output. A voltage regulator and a subsidiary power supply for charging and receiving the output voltage of the DC voltage regulator and a charging voltage of the subsidiary power supply are supplied to the repeater.If the supply voltage is less than the preset voltage, the DC constant voltage supplies the reserve power. Include a regulator.
따라서, 각 층마다 다른 대역의 파장만을 광전변환 하는 태양전지를 다층으로 적층하므로 자외선, 적외선 등 광범위한 스펙트럼 대역을 광전변환 할 수 있다. 그리고, 직류전압 자동조정기와 태양 추적장치와 다층의 태양전지를 복합시킴으로써 종래에 에너지 이용 효율이 12~13%인 것을 50% 이상 올려서 중계기에 전원 공급할 수 있다.Therefore, since the solar cells that photoelectrically convert only wavelengths of different bands in each layer are stacked in a multi-layer, it is possible to photoelectrically convert a broad spectrum band such as ultraviolet rays and infrared rays. In addition, by combining a DC voltage automatic regulator, a solar tracking device, and a multi-layered solar cell, it is possible to supply power to a repeater by raising the energy use efficiency by 12 to 13% or more by 50% or more.
Description
본 고안은 태양전지를 이용한 중계장치에 관한 것으로서, 특히 여건상 상전원 송전 시설을 할 수 없는 고산지역이나 기타 원거리 지역의 중계기에 태양전지와, 태양전지를 태양광선의 입사각과 수직으로 유지하도록 제어하기 위한 태양 추적장치를 설치한 중계장치에 관한 것이다.The present invention relates to a relay device using a solar cell, and in particular, to control the solar cell and the solar cell perpendicular to the angle of incidence of the solar light in the repeater in an alpine area or other remote area where the phase power transmission facility is not available under conditions. It relates to a relay device provided with a solar tracking device for.
종래의 경우, 태양광선이 직사되는 경우에 한해서 태양전지가 높은 전압을 발생시키고 충전이 가능하였기 때문에, 태양광선을 가장 많이 받는 장소에 태양전지를 고정시켜 항상 지정된 방향에서만 태양광선을 받을 수 있도록 하였다.In the conventional case, since the solar cell generates high voltage and can be charged only when the sunlight is direct sunlight, the solar cell is fixed in the place receiving the most sunlight so that it can always receive the sunlight only in the designated direction. .
하지만, 하루 중에서 태양광선을 직각으로 받는 시간이 극히 짧아서 채열양이 작을 뿐만 아니라, 일조량이 부족한 지역에서는 하루 4~5시간 밖에 안 되었기 때문에, 한정된 양의 태양 에너지를 이용하는 데에 그치고 말았다.However, the amount of sunlight received at right angles during the day was so short that it was not only low in heat, but also in areas with limited sunlight, which only consumed about 4-5 hours a day.
그리고, 태양전지가 태양광선을 수신하여 발생시키는 직류전압은 아침, 점심, 저녁 등의 시간에 따라 출력되는 전압의 변동이 심하였다. 날씨가 흐리거나 비가 오는 날의 경우 태양전지의 출력이 작아서 보조전원을 충전할 수 없으므로 다른 대체수단을 필요로 하게 되었다.In addition, the DC voltage generated by the solar cell by receiving the sunlight has a great variation in the output voltage according to time such as morning, lunch, and evening. When the weather is cloudy or rainy days, the output of the solar cell is too small to charge the auxiliary power, which requires another alternative means.
또한, 지구의 공전으로 인하여 태양이 일주하는 궤도가 바뀌기 때문에, 이에 맞추기 위해서 태양전지의 위치를 수시로 바꿔 주어야만 했다.In addition, the orbit around the sun changes due to the orbit of the earth, so in order to meet this, the position of the solar cell had to be changed frequently.
위와 같은 문제점 이외에도, 재래식 태양전지는 단층 반도체판으로 되어 있어서, 가시광선 대역만을 전기 에너지로 변환하여 에너지 이용 효율이 12~13%에 지나지 않았다.In addition to the above problems, the conventional solar cell is a single-layer semiconductor plate, converting only the visible light band into electrical energy, the energy utilization efficiency was only 12-13%.
따라서, 고산지역이나 기타 원거리 지역의 이동통신 중계기에 보다 효율적으로 전원을 공급할 수 있는 태양전지와 상기 태양전지를 태양광선의 입사각과 수직이 되도록 자동으로 조절하는 태양 추적장치를 부착한 중계장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, development of a solar cell capable of more efficiently supplying power to a mobile communication repeater in an alpine or other remote area, and a repeater with a solar tracking device that automatically adjusts the solar cell to be perpendicular to the incident angle of solar light. This is required.
이에, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고산지역이나 기타 원거리 지역의 이동통신 중계기에 보다 효율적으로 전원을 공급할 수 있는 태양전지와 상기 태양전지를 태양광선의 입사각과 수직이 되도록 자동으로 조절하는 태양 추적장치를 부착한 중계장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, and automatically adjusts the solar cell and the solar cell perpendicular to the angle of incidence of the solar light, which can more efficiently supply power to a mobile communication repeater in an alpine or other remote area. To provide a repeater with a solar tracking device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일실시예로 일정한 파장의 빛만을 광전변환하는 태양전지와, 상기 태양전지의 출력전압을 입력받아 전압이 일정하게 출력되도록 조정하며, 출력전압이 기설정된 전압 이하인 경우 일정 전압 이상이 되도록 상승시켜 출력하는 직류전압 자동 조정기와, 상기 직류전압 자동 조정기의 출력전압을 입력받아 충전하기 위한 보조전원과, 상기 보조전원의 충전전압을 입력받아 중계기에 공급하며, 상기 공급전압이 기설정된 전압이하이면 예비전원을 공급하는 직류 정전압 조정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention for achieving the above object and a photovoltaic cell that only converts light of a certain wavelength, the output voltage of the solar cell is input to adjust the voltage to be constantly output, the output voltage is less than the predetermined voltage In this case, the DC voltage automatic regulator for raising and outputting a predetermined voltage or more, the auxiliary power for receiving and charging the output voltage of the DC voltage automatic regulator, and receiving the charging voltage of the auxiliary power and supplying it to the repeater, If the voltage is less than the predetermined voltage it characterized in that it comprises a DC constant voltage regulator for supplying a reserve power.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 다른 실시예로 일정한 파장의 빛만을 광전변환하는 태양전지와, 상기 태양전지의 출력전압을 입력받아 전압이 일정하게 출력되도록 조정하며, 출력전압이 기설정된 전압 이하인 경우 일정 전압 이상이 되도록 상승시켜 출력하는 직류전압 자동 조정기와, 상기 직류전압 자동 조정기의 출력전압을 입력받아 충전하기 위한 보조전원과, 상기 보조전원의 충전전압을 입력받아 중계기에 공급하며, 상기 공급전압이 기설정된 전압이하이면 예비전원을 공급하는 직류 정전압 조정기와, 상기 태양전지로부터 출력되는 전압을 입력받아 상기 출력전압이 최대가 되는 방향으로 상기 태양전지의 방향을 제어하는 신호를 출력하는 태양 추적장치와, 상기 태양 추적장치의 제어신호에 의하여 태양전지를 좌우 방향으로 조정하는 제 1 조정수단과, 상기 태양 추적장치의 제어신호에 의하여 태양전지를 상하 방향으로 조정하는 제 2 조정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention for achieving the above object and a photovoltaic cell that only converts light of a certain wavelength, and receives the output voltage of the solar cell to adjust the voltage to be constant output, the output voltage is less than the predetermined voltage In this case, the DC voltage automatic regulator for raising and outputting a predetermined voltage or more, the auxiliary power for receiving and charging the output voltage of the DC voltage automatic regulator, and receiving the charging voltage of the auxiliary power and supplying it to the repeater, If the voltage is less than the predetermined voltage, the DC constant voltage regulator for supplying the preliminary power, and the solar tracking that receives the voltage output from the solar cell and outputs a signal for controlling the direction of the solar cell in the direction that the output voltage is maximum Device and the solar cell is adjusted in the left and right directions by the control signal of the solar tracking device. It is characterized in that it comprises a first adjusting means and second adjusting means for adjusting the solar cell by a control signal of the solar tracking device in the vertical direction.
도 1은 본 고안에 따른 중계기의 블록 구성도이고,1 is a block diagram of a repeater according to the present invention,
도 2a는 본 고안에 따른 중계기의 사시도이고,Figure 2a is a perspective view of a repeater according to the present invention,
도 2b는 본 고안에 따른 중계기의 측면도이다.Figure 2b is a side view of a repeater according to the present invention.
〈도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawing>
100 : 태양전지 110 : 전원 공급기100: solar cell 110: power supply
112 : 직류전압 자동 조정기 114 : 보조전원112: DC voltage automatic regulator 114: auxiliary power
116 : 직류 정전압 조정기 120 : 중계기116: DC constant voltage regulator 120: repeater
130 : 태양 추적장치 140 : 구동부130: solar tracking device 140: drive unit
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 따른 중계기의 블록 구성도로서, 태양전지와 태양 추적장치가 구비되어 있는 경우를 예로 들어 설명할 것이다.1 is a block diagram of a repeater according to the present invention, a case where a solar cell and a solar tracking device is provided will be described as an example.
도 1을 참조하면, 본 중계기는 일정한 파장의 빛만을 광전변환하는 태양전지(100)와, 태양전지(100)의 출력전압을 입력받아 전압이 일정하게 출력되도록 조정하며, 출력전압이 기설정된 전압 이하인 경우 일정 전압 이상이 되도록 상승시켜 출력하는 직류전압 자동 조정기(112)와, 직류전압 자동 조정기(112)의 출력전압을 입력받아 충전하기 위한 보조전원(114)과, 보조전원(114)의 충전전압을 입력받아 중계기(120)에 공급하며 공급전압이 기설정된 전압이하이면 예비전원을 공급하는 직류 정전압 조정기(116)와, 태양전지(100)로부터 출력되는 전압을 입력받아 출력전압이 최대가 되는 방향으로 태양전지(100)의 방향을 제어하는 신호를 출력하는 태양 추적장치(130)와, 태양 추적장치(130)로부터의 제어신호에 따라서 태양전지(100)에 구동력을 제공하는 구동부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the repeater receives a solar cell 100 that photoelectrically converts only light having a predetermined wavelength, and adjusts the output voltage of the solar cell 100 to be constantly output, and the output voltage is a preset voltage. In the case of the following, the DC voltage automatic regulator 112 which raises and outputs it so that it may become more than a predetermined voltage, the auxiliary power supply 114 for receiving and charging the output voltage of the DC voltage automatic regulator 112, and the charging of the auxiliary power supply 114 It receives the voltage and supplies it to the repeater 120, and if the supply voltage is less than the predetermined voltage, the DC constant voltage regulator 116 for supplying the preliminary power and the voltage output from the solar cell 100 receive the output voltage to the maximum Sun tracking device 130 for outputting a signal for controlling the direction of the solar cell 100 in the direction, and a driving unit 140 for providing a driving force to the solar cell 100 in accordance with the control signal from the solar tracking device 130 It includes.
구동부(140)는 태양 추적장치(130)의 제어신호에 따라 태양전지(100)를 좌우 방향으로 회전시키는 구동력을 제공하는 제 1 모터(142)와, 태양 추적장치(130)의 제어신호에 의하여 태양전지(100)를 상하 방향으로 회전시키는 구동력을 제공하는 제 2 모터(144)를 포함한다.The driving unit 140 is provided by a first motor 142 that provides a driving force for rotating the solar cell 100 in left and right directions according to a control signal of the sun tracking device 130, and a control signal of the sun tracking device 130. It includes a second motor 144 to provide a driving force for rotating the solar cell 100 in the vertical direction.
태양전지(100)는 각 층의 태양전지마다 서로 다른 대역의 파장만을 광전변환 하는 태양전지가 다층으로 적층되어 있는 구조이다. 예를 들면, 맨 위층에서 가시광선 대역을 광전변환 하고, 다음 층에서는 적외선, 그 다음 층에서는 자외선을 광전변환하는 태양전지를 여러 개 적층한 것이다.The solar cell 100 has a structure in which solar cells for photoelectric conversion only of wavelengths of different bands are stacked in multiple layers for each solar cell of each layer. For example, several solar cells that photoelectrically convert visible light bands on the top layer, infrared rays on the next layer, and ultraviolet rays on the next layer are stacked.
그리고, 보조전원(114)은 배터리와 같은 것으로 구현할 수 있다.In addition, the auxiliary power source 114 may be implemented as a battery.
이와 같이 구성된 중계기의 동작 과정은 다음과 같다.The operation process of the repeater configured as described above is as follows.
태양전지(100)가 태양광선을 수신하여 광전변환하고, 변환된 직류전압을 직류전압 자동 조정기(112)에 출력한다. 이 때 직류전압 자동 조정기(112)에 연결된 두 선은 가장 아래에 있는 판에서 한 선을 뽑아내고, 그 판을 제외한 나머지 판을 연결하여 하나의 선을 뽑아낸다.The solar cell 100 receives sunlight and photoelectrically converts it, and outputs the converted DC voltage to the DC voltage automatic regulator 112. At this time, the two wires connected to the DC voltage regulator 112 extract one line from the bottom plate, and connect the remaining plates except the plate to draw one line.
직류전압 자동 조정기(112)는 태양전지(100)에서 변환된 전압을 입력받아서 일정한 정전압으로 출력하고, 보조전원(114)은 이 전압을 입력받아 충전한다. 만약 직류전압 자동 조정기(112)에서 출력되는 전압이 보조전원(114) 전압보다 낮아서 충전이 불가능하게 되면, 직류전압 자동 조정기(112)는 보조전원(114)에 충전할 수 있는 전압 이상으로 전압을 자동 상승하여 출력한다.The DC voltage regulator 112 receives the converted voltage from the solar cell 100 and outputs the constant voltage, and the auxiliary power supply 114 receives the voltage and charges it. If the voltage output from the DC voltage regulator 112 is lower than the voltage of the auxiliary power source 114 and charging is impossible, the DC voltage automatic regulator 112 may increase the voltage above the voltage that can be charged to the auxiliary power source 114. Automatically rises and outputs.
직류 정전압 조정기(116)는 보조전원(114)의 충전전압을 입력받아 중계기(120)에 공급하며, 예비전원(미도시)을 구비하고 있어서 중계기(120)에 공급되는 전압이 기설정된 전압이하이면 예비전원으로 작동하게 된다. 그리고, 보조전원(114)의 충전전압이 낮으면 역방향으로 작동한다.The DC constant voltage regulator 116 receives the charging voltage of the auxiliary power source 114 and supplies it to the repeater 120, and includes a reserve power source (not shown), so that the voltage supplied to the repeater 120 is less than or equal to a predetermined voltage. It will run on the backup power. In addition, when the charging voltage of the auxiliary power supply 114 is low, it operates in the reverse direction.
태양 추적장치(130)는 태양전지(100)로부터 전원을 공급받으며, 태양전지(100)의 출력이 최대가 되는 방향을 회전하면서 찾아낸다. 그리고, 태양전지(100)가 최대출력이 되는 방향이 되도록 태양전지(100)를 제어하는 신호를 구동부(140)에 출력한다. 또한, 태양전지(100)의 출력전압이 일정 값 이하인 경우 보조전원(114)으로부터 전원을 공급받는다.The solar tracking device 130 receives power from the solar cell 100 and finds it while rotating in a direction in which the output of the solar cell 100 is maximized. The solar cell 100 outputs a signal for controlling the solar cell 100 to the driver 140 so that the solar cell 100 becomes the maximum output direction. In addition, when the output voltage of the solar cell 100 is less than or equal to a predetermined value, the power is supplied from the auxiliary power source 114.
구동부(140)는 태양 추적장치(130)에서 출력된 제어신호에 따라 태양전지(100)를 구동하여 방향을 조절하게 된다. 제 1 모터(142)가 태양전지(100)를 좌우로 회전시키는 구동력을 제공하고, 제 2 모터(144)가 상하로 회전시키는 구동력을 제공한다.The driver 140 controls the direction by driving the solar cell 100 according to the control signal output from the sun tracking device 130. The first motor 142 provides a driving force for rotating the solar cell 100 left and right, and the second motor 144 provides a driving force for rotating the up and down.
직류전압 자동 조정기(112)와 보조전원(114)과 직류 정전압 조정기(116)를 하나의 케이스 내에 결합한 전원 공급기(110) 형태로 중계기에 제공할 수도 있다.The DC voltage automatic regulator 112, the auxiliary power source 114, and the DC constant voltage regulator 116 may be provided to the repeater in the form of a power supply 110 combining the DC power regulator 110 in one case.
도 2a는 본 고안에 따른 중계기의 사시도이고, 도 2b는 본 고안에 따른 중계기의 측면도로서, 도 1에 도시된 태양전지(100)와, 태양 추적장치(130)와, 구동부(140)와, 전원 공급기(110)와 중계기(120)를 지지대(200)에 결합시킨 형태이다.Figure 2a is a perspective view of a repeater according to the present invention, Figure 2b is a side view of the repeater according to the present invention, the solar cell 100 shown in Figure 1, the solar tracking device 130, the drive unit 140, The power supply 110 and the repeater 120 is coupled to the support 200.
제 1 모터(142)는 지지대(200)와 연결되고, 태양 추적장치(130)의 제어신호에 따라 태양전지(100)를 좌우 방향으로 회전시키는 구동력을 제공한다. 제 2 모터(144)도 지지대(200)와 연결되며, 태양 추적장치(130)의 제어신호에 의하여 태양전지(100)를 상하 방향으로 회전시키는 구동력을 제공한다.The first motor 142 is connected to the support 200 and provides a driving force for rotating the solar cell 100 in the left and right directions according to the control signal of the sun tracking device 130. The second motor 144 is also connected to the support 200, and provides a driving force for rotating the solar cell 100 in the vertical direction by the control signal of the solar tracking device 130.
지지봉(150)의 일단부는 제 2 모터(144)에 전후 이동 가능하게 연결되고, 타단부는 태양전지(100)에 회전 가능하게 결합되어 있다. 그래서 제 2 모터(144)의 회전 방향에 따라 태양전지(100)가 앞 또는 뒤로 이동하게 되므로 태양전지(100)를 상하로 제어하게 된다.One end of the support rod 150 is connected to the second motor 144 so as to be movable back and forth, and the other end is rotatably coupled to the solar cell 100. Therefore, since the solar cell 100 moves forward or backward according to the rotation direction of the second motor 144, the solar cell 100 is controlled up and down.
본 고안은 이와 유사한 다른 유선 및 무선 통신장비에도 적용 가능한 장치이다.The present invention is a device applicable to other similar wired and wireless communication equipment.
본 고안은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.
이상에서 살펴본 바와 같이, 재래식 태양전지는 단층 반도체판으로 되어 있으며, 가시광선 대역만 전기 에너지로 변환하므로 에너지 이용 효율이 12~13%에 지나지 않았다. 그렇지만 본 고안의 광전지는 각 층마다 다른 대역의 파장만을 광전변환 하는 태양전지를 다층으로 적층하였다. 그래서 자외선, 적외선 등 광범위한 스펙트럼 대역을 광전변환 할 수 있고, 에너지 이용 효율을 22% 이상 상승시켰다.As described above, the conventional solar cell is a single-layer semiconductor plate, and since only the visible light band is converted into electrical energy, the energy utilization efficiency is only 12 to 13%. However, the photovoltaic cell of the present invention was laminated with multiple layers of photovoltaic cells that only convert wavelengths of different bands in each layer. As a result, it is possible to photoelectrically convert a wide range of spectrum such as ultraviolet rays and infrared rays, and increase the energy use efficiency by more than 22%.
그리고 태양전지의 출력 전압이 보조전원 전압보다 낮아도 직류전압 자동 조정기가 보조전원을 충전할 수 있는 전압 이상으로 자동 상승하여 출력함으로써 효율을 30% 이상 올렸다.And even if the output voltage of the solar cell is lower than the auxiliary power supply voltage, the DC voltage regulator automatically raises and outputs above the voltage for charging the auxiliary power supply, thereby increasing efficiency by more than 30%.
또한 태양전지의 출력이 최대가 되는 방향으로 태양전지의 방향을 제어하는 태양 추적장치를 부착하여 재래식 고정형보다 효율을 50% 올릴 수 있다.In addition, by attaching a solar tracking device that controls the direction of the solar cell in the direction of the maximum output of the solar cell can increase the efficiency by 50% than conventional fixed type.
이와 같이 직류전압 자동조정기와 태양 추적장치와 다층의 태양전지를 복합시킴으로써 종래에 12~13% 효율인 것을 50% 이상 올려서 중계기에 전원 공급할 수 있다.In this way, by combining a DC voltage automatic regulator, a solar tracking device and a multi-layered solar cell, it is possible to supply power to a repeater by raising 50% or more of the 12-13% efficiency conventionally.
Claims (5)
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Applications Claiming Priority (1)
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Related Child Applications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| T201 | Request for technology evaluation of utility model | ||
| T701 | Written decision to grant on technology evaluation | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20081210 Year of fee payment: 10 |
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| EXPY | Expiration of term |