KR200276424Y1 - 태양광 추적장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양광 추적장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양으로부터 직접 입사되는 빛을 효율적으로 집속하기 위하여 태양의 이동을 자동적으로 추적하기 위한 태양광 추적장치에 관한 것이다.

본 고안의 목적은 태양광추적이 용이하며 그 제조하기가 수월하고 태양광 추적 광센서의 오동작이 일어나지 않으며 태양광 추적장치의 콘트롤 회로부를 센서 몸체 내부로 내장시켜 제품의 신뢰도를 높일수 있는 태양광 추적장치를 제공함에 있다.

또한, 본 고안의 태양광 추적장치는 태양광 추적 1회 싸이클이 완료되면 자동으로 최초 위치로 복원시키는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 태양광을 추적하기 위한 태양광 추적센서 몸체와, 상기 태양광 추적센서의 몸체 및 솔라모듈판이 고정지지되는 트랙커 상/하 회전원판과, 상기 트랙커 상/하 회전원판의 하측에 형성되어 상기 회전원판과 축결합되어 마이크로 프로세서의 출력 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터기어박스와, 상기 모터기어박스와 일체로 형성되어 좌/우 회전원판과, 상기 좌/우 회전원판의 내측에는 삽설된 좌/우 회전기어박스와, 상기 좌/우 회전 기어박스와 축 연결되어 마이크로 프로세서의 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터와, 상기 좌/우 회전 기어박스와 볼트 체결되어 일체로 형성된 트랙커 고정부재로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 추적장치{A tracking device of sun's ray}

본 고안은 태양광 추적장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양으로부터직접 입사되는 빛을 효율적으로 집속하기 위하여 태양의 이동을 자동적으로 추적하기 위한 태양광 추적장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광은 인간의 눈에 밝기를 느끼게 하는 약 0.38~0.78(μm)의 파장을 갖는 가시광선과; 0.38μm 이하의 파장을 갖는 자외선과, 0.78μm 이상의 파장을 갖는 적외선으로 이루어져 있으며, 자연스러운 조명효과, 온열효과, 건강효과 및/또는 질환치료에 유용한 보건효과 등으로 인해 우리의 생활에 매우 유익하다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다.

현대 산업사회에 이르러 각종 에너지 자원이 고갈되어 가고 있으며 이로인해 대체에너지 자원 개발을 서두르고 있으나 지구상에 존재하는 부존자원은 한정될 수 밖에 없는 실정이다.

이러한 시대적 상황에서 태양광에너지를 이용하고자 하는 연구가 추진되고 있으며, 예를들면 국내 공개특허 제 1997-22053호에 제시되어 있듯이 태양광 추적센서 어셈블리의 상면중앙에 원형구멍(1a)이 형성된 원통형 본체(1) 내부의 소정의 높이에 형성한 중간격벽(3)과, 상기 중간격벽(2)의 동,서,남,북 4방향에 각각 설치되는 정밀측정용 광센서(S1),(S2),(S3),(S4)와,

상기 원통형 본체(1)의 일측에 형성되며 십자격벽(4)에 의해 중심점을 기준으로 동,서,남,북의 4개의 섹터로 분할되는 광각플레이트(3)와, 상기 동,서,남,북 4개의 섹터에 45°의 경사각으로 하나씩 설치되는 광각용 광센서(S5),(S6),(S7),(S8)와,

상기 원통형 본체(1)의 내부인 중간격벽(3)의 하측에 설치되는 정밀측정용광센서(S1)~(S4)의 신호처리용 인쇄회로기판(5)과,

상기 정밀측정용 광센서(S1)~(S4)의 신호처리용 인쇄회로기판(6)의 하측에 설치되는 광각용 광센서(S5)~(S8)의 신호처리용 인쇄회로기판(6)들로 구성된 태양광 추적장치로서, 이와같은 종래의 태양광 추적장치는 그 구조가 복잡하여 제조원가가 높으며 상기 광센서(S1),(S2),(S3),(S4)가 십자격벽(4)간에 설치되어 있는 관계로 인해 이물질이 쌓이게 되어 광센서의 오동작을 유발시키는 문제점도 있었으며, 십자센서방식의 문제점인 태양추적각도가 90°이상 간격이 벌어졌을때는 추적이 불가능하게 되어 흔히 신뢰성 문제를 야기시켰다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 태양광추적이 용이하며 그 제조하기가 수월하고 태양광 추적 광센서의 오동작이 일어나지 않으며 태양광 추적장치의 콘트롤 회로부를 센서 몸체 내부로 내장시켜 제품의 신뢰도를 높일수 있는 태양광 추적장치를 제공함에 있다.

또한, 본 고안의 태양광 추적장치는 태양광 추적 1회 싸이클이 완료되면 자동으로 최초 위치로 복원시키는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 태양광을 추적하기 위한 태양광 추적센서 몸체와, 상기 태양광 추적센서의 몸체 및 솔라모듈판이 고정지지되는 트랙커 상/하 회전원판과, 상기 트랙커 상/하 회전원판의 하측에 형성되어 상기 회전원판과 축결합되어 마이크로 프로세서의 출력 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터기어박스와, 상기 모터기어박스와 일체로 형성되어 좌/우 회전원판과, 상기 좌/우 회전원판의 내측에는 삽설된 좌/우 회전기어박스와, 상기 좌/우 회전 기어박스와 축 연결되어 마이크로 프로세서의 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터와, 상기 좌/우 회전 기어박스와 볼트 체결되어 일체로 형성된 트랙커 고정부재로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 태양광 추적센서의 몸체는 그 상측으로 태양광 입사시 부분적으로 그림자를 만드는 우산형부재와, 상기 우산형 부재의 하측에 원주방향으로 90도 이격배치된 4개의 광센서(S1)(S2)(S3)(S4) 및 상기 광센서(S1)(S2)(S3)(S4)를 고정지지하는 하부플레이트로 이루어진다.

또한, 태양광 추적센서의 몸체 내부에 태양광 추적제어 회로부를 내장한후 실링처리하여 외부로 부터 습기등이 침투하는 것을 방지하여 제품의 오동작을 방지한다. 또한 태양광 추적을 원활히 하기 위하여 정남 90°를 향하도록 원점을 선정하여 남→동→서→남의 1싸이클로 움직이도록 한다.

도1은 본 고안의 태양광 추적장치의 설치상태를 나타내는 도면,

도2는 도1에서 태양광 추적센서의 몸체구조를 나타내는 도면,

도3은 본 고안의 태양광 추적센서의 몸체를 나타내는 평면도,

도4는 본 고안의 태양광 추적 구동장치의 단면도,

도5는 일반적인 태양광 추적장치의 제어 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 태양광 추적센서의 몸체 20: 솔라모듈판

30: 트랙커 상/하 회전원판 40: 모터기어박스

50: 좌/우 회전원판 60: 좌/우 회전 기어박스

70: 정/역회전하는 모터 80: 트랙커 고정부재

90: 우산형부재 100: 하부플레이트

S1,S2,S3,S4: 광센서

이하, 본 고안의 태양광 추적장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안의 태양광 추적장치의 설치상태를 나타내는 도면이고, 도2는 도1에서 태양광 추적센서의 몸체구조를 나타내는 도면이며, 도3은 본 고안의 태양광 추적센서의 몸체를 나타내는 평면도이며, 도4는 본 고안의 태양광 추적 구동장치의 단면도이고, 도5는 일반적인 태양광 추적장치의 제어 회로도이다.

상기 도면에 도시된 바와같이, 태양광을 추적하기 위한 태양광 추적센서 몸체(10)가 구비되며, 상기 태양광 추적센서의 몸체(10) 및 솔라모듈판(20)이 고정지지되는 트랙커 상/하 회전원판(30)이 구성되어 있다.

상기 트랙커 상/하 회전원판의 하측에 형성되어 상기 회전원판과 축결합되어 마이크로 프로세서의 출력 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터기어박스(40)가 형성되어 있으며, 상기 모터기어박스와 일체로 형성된 좌/우 회전원판(50)과, 상기 좌/우 회전원판(50)의 내측에는 삽설된 좌/우 회전기어박스(60)가 구비되어 있다.

또한, 상기 좌/우 회전 기어박스(60)와 축 연결되어 마이크로 프로세서의 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터(70)와, 상기 좌/우 회전 기어박스(60)와 볼트 체결되어 일체로 형성된 트랙커 고정부재(80)가 구성되어 있다.

한편, 태양광 추적센서의 몸체는 그 상측으로 태양광 입사시 부분적으로 그림자를 만드는 우산형부재(90)가 형성되어 있고, 상기 우산형 부재(90)의 하측에 원주방향으로 90도 이격배치된 4개의 광센서(S1)(S2)(S3)(S4) 및 상기 광센서(S1)(S2)(S3)(S4)를 고정지지하는 하부플레이트(100)가 구비되어 있다.

여기서, 태양광 추적센서의 몸체 내부에 태양광 추적제어 회로부(미도시)가 내장됨과 아울러 밀봉처리되어 있다.

도 5는 광센서들의 신호를 입력받아 전체적인 동작을 제어하는 제어부의 구성을 나타낸 것으로서, 광량 검출용 광센서(S1)~(S4)로 부터의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 바꾸는 아날로그/디지탈 변환기(A/D))와, 상기 아날로그/디지탈 변환기)를 통해 출력되는 디지탈값을 비교하여 광량의 차이를 검출하는 비교기와, 상기 비교기의 출력값을 입력받아 태양광의 추적에 다른 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 기기들의 초기상태에 해당하는 정보를 비롯하여 제어의 순서 및 방법에 따른정보를 저장하는 프로그램 메모리와, 상기 마이크로 프로세서의 제어를 받으면서 데이타를 일시저장하기 위한 메모리와, 상기 마이크로프로세서의 제어신호에 따라 추적장치를 상/하 혹은 좌/우로 이동 동작시키는 상/하회전부 및 좌/우회전부로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 태양광 추적장치의 동작을 설명하면,

먼저, 본 고안의 태양광 추적장치는 제1싸이클로 좌우는 정남향 90° 상하는 90°(수직)에 최초의 원점으로 잡아 고정하였으며, 주간이 되면 동에서 서로 조도에 따라 움직이는 태양추적방식 및 타임에 따라 움직이는 프로그램방식으로 태양광 추적이 용이하도록 함과 동시에 맑은날, 흐린날 추적이 가능하도록 하였다.

태양추적장치를 동작시키게 되면, 광센서 몸체에 설치된 4개의 광센서는 조사되는 태양으로부터 광량을 각각 검출하게 된다. 즉 광센서(S1)(S2)는 각각의 광량 을 검출하여 A/D변환기를통해 각각 디지탈값으로 변환하고 이를 비교기를 통해 각각 검출된 광량값을 비교하여 출력하게 된다.

이어서, 상기 비교기에서 출력되는 비교치값은 마이크로 프로세서에 입력되어 지고 마이크로프로세서는 이 비교치값을 수직회전부로 제어신호를 출력하게 된다.

따라서, 수직 회전부를 이루는 상/하 방향 회전모터는 상기 마이크로 프로세서로 부터 제어신호를 받아 정/역 회전되어 트랙커 상/하 회전판(30)을 상 혹은 하방향으로 이동시키게 된다.

이 과정에서도 계속해서 광센서(S1)(S2)는 광량을 계속해서 검출하여 비교기를 통해 마이크로 프로세서로 입력하게 되는데, 만일 상기 광센서(S1)(S2)의 광 검출값이 동일하게 되면 상기 상/하 방향 회전모터(40)의 구동을 중지시키도록 마이크로 프로세서가 제어신호를 출력하게 된다.

태양광 추적에서 좌/우방향 이동은 상기 광센서(S3)(S4)의 광검출값에 따라 결정되는바, 즉 광센서(S1)(S2)는 각각의 광량 을 검출하여 A/D변환기를통해 각각 디지탈값으로 변환하고 이를 비교기를 통해 각각 검출된 광량값을 비교하여 출력하게 된다.

이어서, 상기 비교기에서 출력되는 비교치값은 마이크로 프로세서에 입력되어지고, 마이크로프로세서는 이 비교치값을 수평회전부로 제어신호를 출력하게 된다.

따라서, 수평회전부를 구성하는 좌/우 방향 회전모터는 상기 마이크로 프로세서로 부터 제어신호를 받아 정/역회전되어 트랙커 좌/우 회전판을 이동시키게 된다.

이 과정에서도 계속해서 광센서(S3)(S4)는 입사되는 광량을 계속해서 검출하여 비교기를 통해 마이크로 프로세서로 입력하게 되는데, 만일 상기 광센서(S3)(S4)의 광 검출값이 동일하게 되면 상기 좌/우방향 회전모터의 구동을 중지시키도록 마이크로 프로세서가 제어신호를 출력하게 된다.

따라서, 본 고안의 태양광 추적장치는 각 센서들이 출력하는 광량치가 동일값이 주어질때까지 상/하 및 좌/우 모터를 동작시킴으로서 태양광 추적이 가능해지는 것이다.

상기한 바와같이, 본 고안에 따르면 태양광 추적이 용이하며 그 제조하기가 수월하고 태양광 추적 제어회로부를 센서부 몸체에 내장시켜 기기의 오동작 발생을 줄일수 있으며 이로인해 제품의 신뢰도를 높일수 있는 효과를 지니고 있다.

Claims (3)

1. 태양광을 추적하기 위한 태양광 추적센서 몸체와, 상기 태양광 추적센서의 몸체(10) 및 솔라모듈판이 고정지지되는 트랙커 상/하 회전원판(30)과, 상기 트랙커 상/하 회전원판의 하측에 형성되어 상기 회전원판과 축결합되어 마이크로 프로세서의 출력 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터기어박스(40)와, 상기 모터기어박스와 일체로 형성되어 좌/우 회전원판(50)과, 상기 좌/우 회전원판의 내측에는 삽설된 좌/우 회전기어박스(60)와, 상기 좌/우 회전 기어박스와 축 연결되어 마이크로 프로세서의 제어신호에 따라 정/역회전하는 모터(70)와, 상기 좌/우 회전 기어박스와 볼트 체결되어 일체로 형성된 트랙커 고정부재(80)로 이루어지는 것을 특징으로하는 태양광 추적장치.
2. 제1항에 있어서, 태양광 추적센서의 몸체는 그 상측으로 태양광 입사시 부분적으로 그림자를 만드는 우산형부재(90)와, 상기 우산형 부재의 하측에 원주방향으로 90도 이격배치된 4개의 광센서(S1)(S2)(S3)(S4) 및 상기 광센서(S1)(S2)(S3)(S4)를 고정지지하는 하부플레이트(100)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
3. 제2항에 있어서, 태양광 추적센서의 몸체 내부에 태양광 추적제어 회로부가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.