KR20070113009A - Sunlight detecting system for the solar cell and solar heat sink device - Google Patents

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KR20070113009A
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Abstract

A solar light tracking system is provided to adjust an altitude angle driving unit and an azimuth angle driving unit through DC motors. A solar cell and solar heat sink device includes a collecting unit for collecting solar light, a driving unit for controlling the direction for the collecting unit, and a control unit for tracking the direction of sun and issuing a direction control command. An altitude angle driving unit is arranged at a bottom of a center of a solar light collecting plate, and a horizontal shaft(12) is arranged to rotate in interlock with an output shaft of the altitude angle driving unit. The horizontal shaft supports the center of the solar light collecting plate in a transverse direction. An azimuth angle driving unit(15) is connected beneath the solar light collecting plate and fastened onto ground via a gear assembly and a vertical shaft. The altitude angle driving unit and the azimuth angle driving unit are driven by the signals which are received from a DGPS, an altitude measuring unit(3), and an air flow rate measuring unit(4) and computed in a micro processor.

Description

태양에너지 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치{Sunlight detecting system for the solar cell and solar heat sink device}Sunlight detecting system for the solar cell and solar heat sink device}

도 1 은 본 발명의 전체적인 구성을 보여주는 구성도,1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention,

도 2 는 본 발명의 정면도,2 is a front view of the present invention;

도 3 은 본 발명의 측면도,3 is a side view of the present invention;

도 4 는 본 발명의 마이크로 프로세서의 프로그램 흐름도,4 is a program flow diagram of a microprocessor of the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11:고도각 구동부 12:수평축 13:수직축 15: 방위각 구동부 2:DGPS 3:조도센서 1: 마이크로프로세서 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Elevation angle drive part 12: Horizontal axis 13: Vertical axis 15: Azimuth drive part 2: DGPS 3: Ambient light sensor 1: Microprocessor

본 발명은 태양열 난방 또는 태양광 발전시스템의 태양열 집열판이나 태양광 전지판을 설치위치의 위도, 경도 및 시간에 상관없이 일조시간 내내 태양과 수직한 방향으로 자동조절 해 줌으로서 태양에너지 이용효율을 극대화 할 수 있도록 구현하는 미래 대체 에너지 시스템에 사용되는 조절장치에 관한 것이다. The present invention is to maximize the efficiency of solar energy utilization by automatically adjusting the solar heat collector or solar panel of the solar heating or solar power generation system in the direction perpendicular to the sun throughout the sunshine regardless of the latitude, hardness and time of the installation location. The present invention relates to a control device for future alternative energy systems that can be implemented.

최근 환경 및 화석에너지 고갈 및 유가 급등 등의 문제로 세계 여러 나라에 서 육성하고 있는 대체 에너지 산업에 일조할 수 있는 것이다. 또한, 시스템 설계, 제작 과정에 학생들이 직접 참여함으로써 현행 공학교육의 문제점이 되고 있는 교과 중심의 공학교육에서 벗어나 현장 적응력 향상과 창의력 향상에 크게 기여할 수 있는 시스템이다. The recent problems such as depletion of the environment, fossil energy, and soaring oil prices can contribute to the alternative energy industry being fostered in many countries around the world. In addition, students directly participate in the system design and production process, which is a system that can contribute greatly to the improvement of field adaptability and creativity, away from the subject-oriented engineering education, which is a problem of current engineering education.

태양에너지를 이용하기 위한 태양위치추적 방법에는 광센서를 이용하여 태양위치를 추적하는 방법과 태양의 위치를 미리 계산하여 추적하는 프로그램식, 센서와 프로그램을 병행하는 방법 등 크게 3가지 방법이 있다. 현재 국내에서는 집광판이 설치된 위도 및 시간에 따라 태양의 방향을 추적하는 방법이 개발되어 있으나, 계절에 따라서 태양의 방향이 변하므로 태양광선의 방향을 검출하는 센서들을 복합적으로 이용하여 센서와 프로그램을 병행하는 방식으로 태양의 위치를 추적하는 방법이 일반적이다.There are three methods for tracking the location of the sun using the solar energy: a method of tracking the location of the sun using an optical sensor, a program type that calculates and tracks the location of the sun in advance, and a method of paralleling the sensor and the program. At present, a method of tracking the direction of the sun according to the latitude and time at which the light collecting plate is installed has been developed, but since the direction of the sun changes according to the season, the sensor and the program are used in parallel by using a combination of sensors that detect the direction of the sunlight. The way to track the sun's position is common.

기존의 방법은 방향제어에 있어 서보모터 및 엔코더 등 고가의 제어장치를 이용하고 있다. 이에 따라 대규모 발전시설 이외에는 경제적인 측면에서 실용성이 떨어질 뿐만 아니라 방향추적 작동메커니즘이 대형 발전시스템에 적합하게 되어 있어 에너지가 과다하게 소모되기 때문에 소형 발전시스템에서 발생된 전기 에너지로만으로 구동이 어려운 문제가 있다. 따라서 태양방향추적기술뿐만 아니라 단독전원시스템에 적합한 에너지 소모가 최소화 되는 작동 장치 설계가 태양광 발전의 실용화를 위해서는 시급히 해결되어야 할 과제이다. Existing methods use expensive control devices such as servo motors and encoders for directional control. As a result, it is not economically viable except for large-scale power generation facilities, and the direction tracking operation mechanism is suitable for large-scale power generation systems, and excessive energy is consumed. Therefore, it is difficult to operate only with electric energy generated from small power generation systems. have. Therefore, not only the solar tracking technology but also the design of an operation device that minimizes energy consumption suitable for a single power supply system is an urgent problem to be solved for the practical use of photovoltaic power generation.

본 발명은 태양열 집열 혹은 집광판을 태양에너지의 가장 최적의 흡열 흡광 을 위하여 항시 태양과 수직방향으로 접하도록 자동적으로 제어하는 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a device for automatically controlling the solar heat collector or the light collecting plate to be in direct contact with the sun at all times for the most optimal heat absorption of the solar energy.

본 발명은 특히 태양에너지 이용효율을 극대화하기 위해선 위도, 경도, 계절 및 시간에 따른 자동태양위치 추적프로그램을 설계하여, 종래 서보모터와 광센서에 의한 복잡한 연산과 제어가 아닌 GPS보다 10배이상의 정밀도를 갖는 DGPS 장치와 현재의 날짜 시간에 따라 기본적인 연산식에 의하여 태양광 방향을 정확히 예견하여 제어하도록 하였다.In order to maximize solar energy efficiency, the present invention designs an automatic solar position tracking program according to latitude, longitude, season and time, and is 10 times more accurate than GPS without complicated calculation and control by the conventional servomotor and optical sensor. According to the DGPS device and the current date and time based on the basic calculation formula to predict the solar direction accurately.

본 발명은 소 전력으로 작동이 가능하며 태풍이나 강풍에도 안전한 집광판 구조 설계 및 자동태양위치추적 기술을 응용한 실용적인 저가의 태양광 집광판의 방향 구동장치/제어기 를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a practical low-cost directional drive device / controller that can operate at a low power, and is safe to the typhoon or strong wind structure design and automatic solar position tracking technology.

본 발명은 태양에너지 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar tracking device for solar energy collection and power generation system.

본 발명은 DGPS에 의하여 현재 설치된 태양광 집열 집광 장치의 설치위치, 위도, 경도의 정보를 얻어서, 이 정보에 기초하여 현재의 태양 남중 고도를 계산한다. 그리고 이 남중고도를 이용하여 경도 및 시간에 따른 태양의 위치를 계산하고 태양 광선의 방향각을 구하도록 하여 복잡한 센서의 작동에 따른 구동이 필요없이 최적의 태양에너지 흡열 및 흡광이 가능하게 하였다.The present invention obtains information on the installation position, latitude, and longitude of the solar heat collecting apparatus currently installed by the DGPS, and calculates the current solar mass height based on this information. Using the south mid-high altitude, the position of the sun was calculated according to the hardness and time, and the direction angle of the sun's rays was obtained to enable optimal solar energy absorption and absorption without the need for driving due to the operation of complex sensors.

이하 본 발명의 대표적인 실시예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 전체적인 구성을 보여주는 구성도이며, 도 2 는 본 발명의 정면도이고, 도 3 은 본 발명의 측면도이며, 도 4 는 본 발명의 마이크로 프로세서의 프로그램 흐름도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention, Figure 2 is a front view of the present invention, Figure 3 is a side view of the present invention, Figure 4 is a program flow diagram of the microprocessor of the present invention.

본 발명은 태양광을 집광하는 집광 혹은 집열부, 집광 혹은 집열부에 대한 방향을 제어하는 구동부, 그리고 태양의 방향을 추적하여 방향제어 명령을 내리는 제어부로 구성된 태양광 집열 및 발전 시스템에 있어서,The present invention relates to a solar heat collecting and power generation system including a light collecting or collecting unit for collecting sunlight, a driving unit for controlling the direction of the light collecting or collecting unit, and a control unit for tracking the direction of the sun and giving a direction control command.

태양에너지 집열 및 집광판의 무게중심이 되는 중앙부의 저면에 고도각 구동부(11)와 조도측정구(3)를 설치하고, 이 고도각 구동부의 출력축과 연동되어 회전하는 수평축(12)으로 태양에너지 집열 혹은 집광판의 중심부를 횡으로 받쳐주도록 하며,An altitude angle driver 11 and an illuminance measuring instrument 3 are installed on the bottom of the central portion, which is the center of gravity of the solar energy collector and the light collecting plate, and solar energy is collected on a horizontal axis 12 that rotates in conjunction with the output shaft of the altitude angle driver. Or support the center of the light collecting plate laterally,

상기한 태양에너지 집열 혹은 집광판의 하측에는 기어어셈블리와 수직축(13)을 매개로 지면에 고정되어진 방위각 구동부(15)와 연결토록 하며,The lower side of the solar energy collector or the light collecting plate is connected to the azimuth drive unit 15 fixed to the ground via the gear assembly and the vertical axis 13,

상기한 고도각 구동부와 방위각 구동부는 DGPS(2), 조도측정구(3), 풍속측정구(4)로부터 전달된 신호를 받아 수학식(1)에 의하여 마이크로프로세서(1)에서 연산되어진 구동신호에 의하여 구동하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치에 관한 것이다.The altitude driving unit and the azimuth driving unit receive a signal transmitted from the DGPS (2), roughness measuring sphere (3), wind speed measuring sphere (4) driving signal calculated by the microprocessor (1) by the equation (1) It relates to a solar tracking device for solar heat collection and power generation system characterized in that for driving by.

본 발명에서 DGPS(Differential Global positioning System)는 측정 일자정보(연, 월, 일, 시, 분, 초), 위도, 경도, 데이터 정확도...등이 측정되어 전송되어져 온다. 이 데이터 정보는 기존의 GPS(Global Positioning System)에 비하여 오차가 1/10이상 적은 정확도를 갖고 있다.In the present invention, the DGPS (Differential Global Positioning System) is measured and transmitted (date, month, day, hour, minute, second), latitude, longitude, data accuracy ... and the like. This data information has more than 1/10 less error than GPS (Global Positioning System).

이 DGPS에서 전해오는 정보는 0, 1, 2, 6의 값이 전달되어오며, 이들 값은 0일 경우 데이터사용 불능, 1의 경우 GPS값이 송신된다, 2의 경우 DGPS값이 송신된다, 6의 경우 DGPS값이 계산되지 않아 전에 보내주던 데이터를 보내준다는 의미값을 갖게 된다. 즉, 위도, 경도, 숫자값(0,1,2,6)이 수신되어지는데 숫자값이 2가 아닌 다른 숫자가 수신되는 경우 숫자값이 2가 될 때 까지 반복하도록 한다. The information transmitted from this DGPS is transmitted with values of 0, 1, 2, and 6, and when these values are 0, data unavailability is transmitted. In case of 1, GPS values are transmitted. In case of 2, DGPS values are transmitted. In this case, the DGPS value is not calculated, which means that the previous data is sent. That is, latitude, longitude, and numeric values (0,1,2,6) are received. If a number other than 2 is received, repeat until the numeric value becomes 2.

본 발명은 종래의 서보 모터와 달리 고도각 구동부와 방위각 구동부를 각각 직류모터에 의하여 조절하도록 하였다. 구체적으로는 직류모터에 감속기를 설치하고, 감속기의 나오는 축에 근접센서와 같은 장치를 설치하여 직류모터의 축회전에 따른 펄스 신호를 추출하여 준 다음 이 펄스 신호에 의하여 현재의 모터 회전각을 측정하며, 이 회전각이 고도각 구동부와 방위각 구동부에 연결된 집열판이나 흡열판의 현재각도가 조절되어진다.Unlike the conventional servo motor, the present invention is to control the elevation angle driving unit and the azimuth driving unit by the DC motor, respectively. Specifically, reducer is installed on the DC motor, and a device such as a proximity sensor is installed on the output shaft of the reducer to extract the pulse signal according to the shaft rotation of the DC motor, and then the current motor rotation angle is measured by the pulse signal. The rotation angle is adjusted to the present angle of the heat collecting plate or the heat absorbing plate connected to the elevation driving unit and the azimuth driving unit.

본 발명에서 태양광 집광부, 혹은 집열부는 집광판(구체적으로는 태양전지 혹은 흡열판)의 단위체들이 집합을 이룬 구조로 목적으로 하는 수준에 맞추어 증감 가능하다. In the present invention, the solar light collecting unit or the heat collecting unit is a structure in which units of a light collecting plate (specifically, a solar cell or a heat absorbing plate) are assembled to increase and decrease according to a desired level.

본 발명에서 마이크로프로세서(1)는 DGPS(2), 조도측정구(3), 풍속측정구(4)로 부터 전달되어진 신호값은 다음 식 (1)에 의하여 연산하여 고도각 구동부(11)와 방위각구동부(15)에 구동신호를 송출하므로서 집광판이나 흡열판의 위치를 제어한다.In the present invention, the microprocessor (1) is a signal value transmitted from the DGPS (2), roughness measuring sphere (3), wind speed measuring sphere (4) is calculated by the following equation (1) and the altitude angle driving unit 11 and By sending a drive signal to the azimuth driving unit 15, the position of the light collecting plate and the heat absorbing plate is controlled.

H=(현재시각-남중고도시각)X15,H = (Current Time-Middle and High City) X15,

ħ=sin-1(sinφㆍsinδ+cosφㆍcosδㆍcosH),ħ = sin −1 (sinφ · sinδ + cosφ · cosδ · cosH),

A=cos-1 {(sinφsinħ-ㆍsinδ)/cosφcosħ)}A = cos -1 {(sinφsinħ-sinδ) / cosφcosħ)}

위 식에서 φ는 관측자의 위도, δ 는 태양의 적위, H 는 시간각, A는 방위각, 그리고 ħ고도각이다.Where φ is the latitude of the observer, δ is the declination of the sun, and H is The hour angle, A is the azimuth, and ħ is the altitude.

이상의 구조적 장치에 따른 본 발명의 마이크로프로세서는 다음의 단계에 의하여 고도각, 방위각 등을 제어한다.The microprocessor of the present invention according to the above structural apparatus controls altitude, azimuth and the like by the following steps.

구체적으로는 DGPS로부터 신호를 수신하여 수신데이터의 정확도를 판단하여 수신된 데이터를 필터링하여 유효한 데이터값인지를 판단하는 단계(100),Specifically, in step 100, receiving a signal from the DGPS to determine the accuracy of the received data and filtering the received data to determine whether it is a valid data value.

DGPS로부터 수신된 데이터가 유효한 값이면 현재의 시각을 체크하는 단계(120),Checking the current time when the data received from the DGPS is a valid value (120),

상기한 단계로 부터 얻어진 현재 시각과 DGPS로 부터 수신되어진 데이터를 수학식(1)에 의하여 고도각을 계산하는 단계(130),Calculating an elevation angle from the current time obtained from the above step and the data received from the DGPS using Equation (1) (130),

계산되어진 고도각이 0보다 크면 다시 방위각을 계산하도록 하며, 풍속측정구와 조도측정구로부터 풍속계의 신호를 수신하는 단계(140),If the calculated altitude angle is greater than zero, the azimuth angle is calculated again, and receiving a signal of the anemometer from the wind speed measuring instrument and the illuminance measuring instrument (140),

풍속측정구로 부터 측정된 풍속데이터를 풍속기준값(a)과 비교하는 단계(150),Comparing the wind speed data measured from the wind speed measuring instrument with the wind speed reference value (a) (150),

풍속측정구로 부터 측정된 풍속이 풍속기준값보다 작은 경우 조도측정구로 측정된 조도값을 기준값(cs)과 비교하는 단계(160),If the wind speed measured from the wind speed measuring sphere is less than the wind speed reference value step (160) comparing the measured illuminance value measured by the roughness measuring sphere with the reference value (cs),

풍속측정값과 조도측정값이 각각 풍속기준값(a), 조도기준값(cs)외 비교하여 풍속이 기준값보다 작고, 조도값이 기준값보다 큰 경우에는 현재의 고도와 방위각을 수학식(1)에 의하여 연산된 새로운 값으로 이동하도록 고도각구동부와 방위각 구동부에 대한 작동신호를 송출하도록 하는 단계(170),When the wind speed measurement value and illuminance measurement value are compared with the wind speed reference value (a) and the illuminance reference value (cs), respectively, and the wind speed is smaller than the reference value and the illuminance value is larger than the reference value, the current altitude and azimuth angle are expressed by Equation (1). Transmitting an operation signal for the elevation angle driver and the azimuth driver to move to the calculated new value (170);

고도각과 방위각이 새로운 위치로 이동이 완료되면 다시 단계(120)로 진행하여 다시 현재의 시각과 DGPS신호등의 값에 의하여 연산하도록 하는 단계(180)으로 구성되는 마이크로프로세서에 의하여 고도와 방위각이 제어된다.When the altitude and azimuth are completed to move to a new position, the altitude and azimuth are controlled by a microprocessor comprising a step 180 which proceeds to step 120 again and calculates the values based on the current time and the DGPS signal. .

본 발명에서 풍속기준값(a)은 설치될 장치의 내구성에 따라 달라진다. 예를 들어 고도나 방위각 구동부와 그 주축 프레임등의 재질과 내구성에 따라 다르게 구성되어지며, 본 발명의 경우에는 초기값으로 초속 10에서 20m/s의 정도로 설정하여 시험하였다. 이러한 풍속기준값의 설정은 고도각구동부와 방위각구동부의 성능 그리고 전체 구조물을 지지하는 구조물의 내구성에 기초하여 설정하게 되며, 특별히 위에서 언급한 초속 10내지 20의 범위로 한정할 필요는 없다.In the present invention, the wind speed reference value (a) depends on the durability of the device to be installed. For example, it is configured differently according to the material and durability of the altitude or the azimuth drive unit and its spindle frame, and in the case of the present invention, the initial value was set at an initial speed of 10 to 20 m / s and tested. The wind speed reference value is set based on the performance of the altitude driving unit and the azimuth driving unit and the durability of the structure supporting the whole structure, and it is not necessary to limit the range of 10 to 20 per second.

본 발명에서 조도의 기준값(cs)도 조도계의 성능에 따라 설정이 되며 설정기준의 기본적 기준은 태양광을 받아 전기를 발생하는 최소광도이상으로 설정하게 된다. 따라서 태양발전전지의 성능이 다양하므로 설치기준역시 이 솔라셀의 생산자에 따라 맞추어 설정하도록 한다. 즉, 조도계로 부터 얻어진 신호값이 솔라셀의 전기발생을 위한 최소의 역가보다 낮으면 고도나 방위각의 이동이 의미가 없으므로 이것을 판단의 최저 기준으로 하게 된다.In the present invention, the reference value of the illuminance (cs) is also set according to the performance of the illuminometer, and the basic criterion of the setting criterion is set to be equal to or higher than the minimum luminance to generate electricity by receiving sunlight. Therefore, the performance of solar cells varies, so the installation standard should be set according to the producer of this solar cell. That is, if the signal value obtained from the illuminometer is lower than the minimum titer for generating electricity of the solar cell, the movement of the altitude or the azimuth angle is meaningless, which is used as the minimum criterion of judgment.

본 발명의 또 다른 특징은 단계(130)에서 고도가 0보다 작은 경우에는 풍속측정구(4)로 부터 보내진 풍속신호값에 의하여 풍속이 일정한 수준인지를 연산하도 록 하는 단계(210),In another aspect of the present invention, if the altitude is less than zero in step 130, step 210 to calculate whether the wind speed is a constant level by the wind speed signal value sent from the wind speed measurement sphere (4),

풍속이 풍속기준값(a)보다 작으면 고도=0, 방위각=b로 초기 위치로 리셋하여 주어 상기한 단계(110)로 진행하여 다시 현재의 시각과 DGPS신호 등의 값을 대기하도록 하는 단계(220),If the wind speed is smaller than the wind speed reference value (a), reset to the initial position at altitude = 0 and azimuth angle = b, and proceed to step 110 to wait for the current time and the value of the DGPS signal, etc. (220). ),

고도가 0보다 작으면서 풍속데이터가 풍속기준값(a)보다 큰 경우에는 고도를 90도인 수평이동을 시켜준 다음 단계(110)으로 진행하여 주는 것을 포함하여 주는 것이다. 본 발명에서 방위각의 초기값은 본 발명자들이 소재하는 제주도의 경우에는 약 60도로 설정하며, 이 방위 초기값은 설치되어지는 위치, 즉, 위도, 경도에 따라 다르게 설정되어진다.If the altitude is less than 0 and the wind speed data is larger than the wind speed reference value (a), the altitude is 90 degrees, and then the step 110 is performed. In the present invention, the initial value of the azimuth angle is set to about 60 degrees in the case of Jeju Island where the present inventors are located, and the initial value of the azimuth angle is set differently according to the position where the azimuth is installed, that is, latitude and longitude.

DGPS에서 수신된 데이터가 유효하고, 현재시각에 의한 고도를 계산하여 고도값이 0보다 작은 경우에는 고도의 변화가 없는 것이므로 풍속데이터를 체크하여 풍속의 고저에 따라 고도구동부와 방위각 구동부를 새롭게 설정하는 것이다. 고도값이 연산하여 0이라고 하는 것은 일몰이 된 상태를 의미하며, 일몰시에는 태양광이 없으므로 더이상의 구동이 불필요하므로 이러한 상태로 기기를 설정하여 준다. If the data received from the DGPS is valid and the altitude is calculated by the current time, and the altitude value is less than 0, there is no change in altitude. will be. When the altitude value is calculated and 0, it means that the sunset has occurred, and since there is no sunlight at sunset, no further driving is necessary, so the device is set in such a state.

본 발명의 또 다른 특징은 단계(150)의 풍속데이터가 기준값보다 큰 경우에는 고도를 90도로 유지하도록 하여 다시 단계(110)로 진행하도록 하는 단계(310)를 더포함하는 것이다. 고도 90도 유지라는 것은 집열판이나 흡열판을 지면과 수평의 상태로 유지하는 것으로 풍속이 심한 경우 풍속과의 저항을 최소화하여 기기파손의 문제를 차단하는 것이다.Another feature of the present invention further includes the step 310 of allowing the altitude to be maintained at 90 degrees if the wind speed data of the step 150 is greater than the reference value, and then proceeding to the step 110 again. Maintaining an altitude of 90 degrees is to keep the heat collecting plate or the heat absorbing plate in a horizontal state with the ground. When the wind speed is severe, the resistance to the wind speed is minimized to prevent the problem of device damage.

이상 본 발명은 GPS보다 정밀도 10 이상 높은 DGPS에 의하여 데이터를 수신하도록 하고, 이 데이터와 현재시각에 의하여 고도와 방위각을 연산하도록 하였다. 그리고 이 계산된 고도와 방위각을 직류모터에 의하여 구동하므로서 서보모터의 구동시보다 소형화하는 동시에 구동제어부가 간략화되었다.As described above, the present invention is to receive data by DGPS having a precision of 10 or more than GPS, and to calculate altitude and azimuth angle based on the data and the present time. By driving the calculated altitude and azimuth angle by the DC motor, the drive control unit is simplified while miniaturizing the servo motor.

또한 본 발명은 노지에 설치된 흡열판이나 집광판 등이 일정 수준이상의 풍속을 받는 경우 파손의 염려가 있던 것을 방지하도록 하여 장치의 수명을 연장하고 불필요한 손괴로 인한 경제적 낭비를 없애 주었다.In addition, the present invention is to prevent the risk of damage when the heat absorbing plate or the light collecting plate installed in the open land receives a certain wind speed or more to extend the life of the device and eliminated the economic waste due to unnecessary damage.

Claims (5)

태양광을 집광하는 집광 혹은 집열부, 집광 혹은 집열부에 대한 방향을 제어하는 구동부, 그리고 태양의 방향을 추적하여 방향제어 명령을 내리는 제어부로 구성된 태양광 집열 및 발전 시스템에 있어서,In the solar heat collecting and power generation system consisting of a light collecting or collecting portion for condensing sunlight, a driving unit for controlling the direction to the light collecting or collecting portion, and a control unit for tracking the direction of the sun to give a direction control command, 태양광 집열집광판이 하측 중앙부에 고도각 구동부(11)를 설치하고, 이 고도각 구동부의 출력축과 연동되어 회전하는 수평축(12)으로 태양광 집열집광판의 중심부를 횡으로 받쳐주도록 하며,The solar light collecting plate has an altitude driver 11 installed at the lower center of the solar collector panel, and horizontally supports the center of the solar collector panel horizontally with a horizontal axis 12 that rotates in association with the output shaft of the elevation driver. 상기한 태양광 집열집광판의 하측에는 기어어셈블리와 수직축(13)을 매개로 지면에 고정되어진 방위각 구동부(15)와 연결토록 하며,The lower side of the solar light collecting plate is connected to the azimuth drive unit 15 fixed to the ground via the gear assembly and the vertical axis 13, 상기한 고도각 구동부와 방위각 구동부는 DGPS(2), 조도측정구(3), 풍속측정구(4)로부터 전달된 신호를 받아 마이크로프로세서(1)에서 연산되어 출력된 신호에 의하여 구동하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치.The altitude driving unit and the azimuth driving unit receive the signals transmitted from the DGPS (2), the illuminance measuring instrument (3), and the wind velocity measuring instrument (4) so as to be driven by the signals calculated and output by the microprocessor (1). A photovoltaic tracking device for solar heat collection and power generation systems. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 마이크로프로세서(1)는 DGPS(2), 조도측정구(3)로 부터 전달되어진 신호값을 기준으로 하기의 식The microprocessor (1) is based on the signal value transmitted from the DGPS (2), roughness measuring instrument (3) H=(현재시각-남중고도시각)X15,H = (Current Time-Middle and High City) X15, ħ=sin-1(sinφㆍsinδ+cosφㆍcosδㆍcosH),ħ = sin −1 (sinφ · sinδ + cosφ · cosδ · cosH), A=cos-1 {(sinφsinħ-ㆍsinδ)/cosφcosħ)}A = cos -1 {(sinφsinħ-sinδ) / cosφcosħ)} (위 식에서 φ는 관측자의 위도, δ 는 태양의 적위, H 는 시간각, A는 방위각, 그리고 ħ고도각)Where φ is the latitude of the observer, δ is the declination of the sun, and H is Time angle, A is the azimuth, and ħ is the elevation angle) 에 의하여 계산하는 것을 특징으로 하는 태양광 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치.Photovoltaic tracking device for solar heat collection and power generation system, characterized in that calculated by. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, DGPS로 부터 신호를 수신하여 수신데이터의 정확도를 판단하여 수신된 데이터를 필터링하여 유효한 데이터값인지를 판단하는 단계(100),Receiving a signal from the DGPS to determine the accuracy of the received data to filter the received data to determine whether it is a valid data value (100), DGPS로부터 수신된 데이터가 유효한 값이면 현재의 시각을 체크하는 단계(120),Checking the current time when the data received from the DGPS is a valid value (120), 상기한 단계로 부터 얻어진 현재 시각과 DGPS로 부터 수신되어진 데이터를 수학식(1)에 의하여 고도각을 계산하는 단계(130),Calculating an elevation angle from the current time obtained from the above step and the data received from the DGPS using Equation (1) (130), 계산되어진 고도각이 0보다 크면 다시 방위각을 계산하도록 하며, 풍속측정구와 조도측정구로부터 풍속계의 신호를 수신하는 단계(140),If the calculated altitude angle is greater than zero, the azimuth angle is calculated again, and receiving a signal of the anemometer from the wind speed measuring instrument and the illuminance measuring instrument (140), 풍속측정구로 부터 측정된 풍속데이터를 풍속기준값(a)과 비교하는 단계(150),Comparing the wind speed data measured from the wind speed measuring instrument with the wind speed reference value (a) (150), 풍속측정구로 부터 측정된 풍속이 풍속기준값보다 작은 경우 조도측정구로 측정된 조도값을 기준값(cs)과 비교하는 단계(160),If the wind speed measured from the wind speed measuring sphere is less than the wind speed reference value step (160) comparing the measured illuminance value measured by the roughness measuring sphere with the reference value (cs), 풍속측정값과 조도측정값이 각각 풍속기준값(a), 조도기준값(cs)외 비교하여 풍속이 기준값보다 작고, 조도값이 기준값보다 큰 경우에는 현재의 고도와 방위각을 수학식(1)에 의하여 연산된 새로운 값으로 이동하도록 고도각구동부와 방위각 구동부에 대한 작동신호를 송출하도록 하는 단계(170),If the wind speed measurement value and the illuminance measurement value are compared with the wind speed reference value (a) and the illuminance reference value (cs), respectively, and the wind speed is smaller than the reference value and the illuminance value is larger than the reference value, Transmitting an operation signal for the elevation angle driver and the azimuth driver to move to the calculated new value (170); 고도각과 방위각이 새로운 위치로 이동이 완료되면 다시 단계(120)로 진행하여 다시 현재의 시각과 DGPS신호등의 값에 의하여 연산하도록 하는 단계(180)으로 구성되는 마이크로프로세서인 것을 특징으로 하는 태양광 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치.After the movement of the altitude and azimuth to the new position is completed, the process proceeds to step 120 again, wherein the microprocessor is configured to perform operation based on the current time and the value of the DGPS signal. And solar tracking devices for power generation systems. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 단계(130)에서 고도가 0보다 작은 경우에는 풍속측정구(4)로 부터 보내진 풍속신호값에 의하여 풍속이 일정한 수준인지를 연산하도록 하는 단계(210),In step 130, if the altitude is less than zero, calculating whether or not the wind speed is a constant level based on the wind speed signal value sent from the wind speed measuring instrument 4; 풍속이 풍속기준값(a)보다 작으면 고도=0, 방위각=b로 초기 위치로 리셋하여 주어 상기한 단계(110)로 진행하여 다시 다시 현재의 시각과 DGPS신호등의 값을 대기하도록 하는 단계(220),If the wind speed is less than the wind speed reference value (a), reset to the initial position at altitude = 0 and azimuth angle = b, proceed to step 110, and wait for the current time and the value of the DGPS signal again (220). ), 고도가 0보다 작으면서 풍속데이터가 풍속기준값(a)보다 큰 경우에는 고도를 90도인 수평상태로 이동을 시켜준 다음 단계(110)으로 진행하여 주는 것을 포함하 여 주는 것을 특징으로 하는 태양광 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치. If the wind speed data is higher than the wind speed reference value (a) while the altitude is less than 0, the solar light collection includes moving the altitude to a horizontal state of 90 degrees and then proceeding to step 110. And solar tracking devices for power generation systems. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계(150)의 풍속데이터가 기준값보다 큰 경우에는 고도를 90도로 유지하도록 하여 다시 단계(110)로 진행하도록 하는 단계(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집열 및 발전 시스템용 태양광 추적 장치.If the wind speed data of step 150 is greater than the reference value, the step of maintaining the altitude of 90 degrees and proceeds to step 110 again 310, the solar heat collecting and power generation system for solar Tracking device.
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