KR20080107958A - 태양광 자동추적장치 - Google Patents

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KR20080107958A
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Abstract

본 발명은 태양광 자동추적장치에 관한 것으로, 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어진 태양전지판과, 상기 태양전지판을 고저축 구동시키는 태양전지판 고저축 구동모터와, 상기 태양전지판의 고저축(高低軸) 회전각(角)을 검출하는 고저각 센서를 포함하는 1축 트랙커와; 고저각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하는 솔라셀 조도센서와, 상기 솔라셀 조도센서를 고저축 구동하는 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터와, 상기 솔라셀 조도센서의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서를 포함하는 1축 조도측정기와; 상기 1축 조도측정기의 고저각 센서의 고저각 신호에 의해 고저각 방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하도록 상기 1축 트랙커의 고저각을 산출하는 1축 조도측정기 컨트롤러; 및 상기 1축 조도측정기 컨트롤러에 의해 산출된 고저각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 구동모터를 구동하여 상기 태양전지판의 회전위치를 구동제어하는 1축 트랙커 컨트롤러를 포함한다.
솔라셀 조도센서, 태양광 추적장치, 조도측정기, 트랙커

Description

태양광 자동추적장치{AUTOMATIC TRACKING DEVICE FOR SOLAR LIGHT}
본 발명은 태양광 추적장치에 관한 것으로, 특히 고저축 또는 고저축과 선회축으로 구동되는 조도측정기를 이용하여 조도 입사각을 계측하여 태양전지판의 구동각을 제어하는 태양광 자동추적장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전의 효율을 향상시키기 위해서는 시간마다 변화하는 태양광 입사각에 대하여 태양전지판을 직각으로 유지함으로써 최대의 조도량을 얻을 수 있다. 따라서 태양광의 입사각에 대한 조도량을 계측하는 센서가 필요하다.
종래의 태양광 조도량 계측방법으로 황화카드뮴 광전도셀(CdS Photo- conductive Cells)을 이용하여 왔다. 상기 광전도셀은 황화카드뮴을 주성분으로 하는 광전도 소자의 일종이며, 그 특징은 조사광에 따라서 내부저항이 변화하는 일종의 저항기로서 완만한 조도변화에 따라 전원의 온/오프 스위치의 기능을 수행한다. 이러한 종래의 기술은 태양이 떠오르는 방향(동쪽)을 기준점으로 하여 태양광이 동쪽에서 서쪽으로 변화하는 것을 감지할 수 있게 다수의 광전도셀을 가로와 세로방향으로 배열한 격자판 구조로 조그만 구멍을 통하여 입사된 태양광에 의하여 격자판의 광전도셀이 반응하게 되어 태양광의 입사각이 측정된다.
상기한 일반적으로 사용된 종래의 기술은 다음과 같은 문제점을 갖는다.
1. 가로와 세로방향으로 다량의 광전도셀을 사용한 격자구조로써 구조가 복잡하고 마이컴 입력을 위한 복잡한 인터페이스 회로가 필요하다.
2. 광전도셀의 격자구조에 의하여 조도의 입사각 측정은 가능하지만 태양광 입사각에 대한 조도량 측정이 어렵다.
3. 태양광 입사각에 대한 고저각과 방위각 계산이 복잡하다.
4. 광전도셀 센서가 태양광 전지판에 개별적으로 부착되어 고비용이 발생된다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 고안된 것으로, 그 목적은 고저축 또는 고저축과 선회축으로 독립구동되는 조도측정기를 신속하고 정확하게 태양광 입사각의 고저각과 선회각 검출이 가능하고, 이렇게 검출된 태양광의 방위각에 대하여 조도량을 검출할 수 있으며, 조도측정기 컨트롤러에서 최대로 입사되는 태양광 방위각을 산출하고, 이 신호를 유선 또는 무선 송수신기를 통하여 트랙커 컨트롤러에 송신함으로써 태양전지판을 가진 트랙커를 효율적으로 구동제어하여 태양광 발전의 효율 극대화를 가능하도록 한 태양광 자동추적장치를 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적은 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어진 태양전지판과, 상기 태양전지판을 고저축 구동시키는 태양전지판 고저축 구동모터와, 상기 태양전지판의 고저축(高低軸) 회전각(角)을 검출하는 고저각 센서를 포함하는 1축 트랙커와; 고저각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하는 솔라셀 조도센서와, 상기 솔라셀 조도센서를 고저축 구동하는 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터와, 상기 솔라셀 조도센서의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서를 포함하는 1축 조도측정기와; 상기 1축 조도측정기의 고저각 센서의 고저각 신호에 의해 고저각 방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하도록 상기 1축 트랙커의 고저각을 산출하는 1축 조도측정기 컨트롤러; 및 상기 1축 조도측정기 컨트롤러에 의해 산출된 고저각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 구동모터를 구동하여 상기 태양전지판의 회전위치를 구동제어하는 1축 트랙커 컨트롤러를 포함하는 태양광 자동추적장치에 의해 달성된다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 1축 조도측정기 컨트롤러에 의한 1축 트랙커의 고저각 제어신호의 산출은, 상기 솔라셀 조도센서에 의해 계측된 조도신호의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각과 이 방위각에 대한 조도평균값을 데이터베이스(DB)화 하여 저장하고, 일정시간 동안 저장된 상기 태양광의 방위각과 조도평균값을 이용하여 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각을 결정하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 운용자가 고저각을 유지보수할 수 있도록 하는 수동모드와; 상기 1축 조도측정기 컨트롤러의 고저각 제어신호를 상기 1축 트랙커 컨트롤러로 출력하는 자동모드가 구비된 자동/수동선택스위치를 더 포 함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 1축 조도측정기 컨트롤러와 1축 트랙커 컨트롤러는 상기 고저각 제어신호를 무선으로 송수신하기 위한 무선 송수신기를 각각 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 태풍 또는 강풍 발생시, 상기 1축 트랙커 컨트롤러가 상기 태양전지판을 지면과 수평으로 제어하도록 상기 1축 트랙커 컨트롤러로 풍속신호를 출력하는 풍속센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 1축 조도측정기의 솔라셀 조도센서는 고정판에 고정되고, 상기 고정판은 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터에 의해 고저축으로 수직회전되는 지지대에 의해 지지되며, 상기 지지대는 자신의 수직회전각이 검출되는 고저각 센서와 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터가 설치되는 제1받침판과 결합되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 태양전지판의 고저축 구동은, 상기 1축 트랙커를 고정하는 고저축 고정대와, 이 고저축 고정대에 의해 받쳐지고, 상기 태양전지판과 태양전지판 고저축 구동모터와 고저각 센서가 설치되며, 상기 태양전지판 고저축 구동모터에 의해 고저축 방향으로 수직회전되는 고저축 회전대로 이루어진 구동장치에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 태양전지판 고저축 구동모터는 감속기어를 포함하는데, 상기 감속기어는 피니언과 웜휠로 된 1차 웜 감속기어와, 상기 1차 웜 감속기어의 피니언과 결합되며 고정베어링에 의해 고정되는 피니 언과 상기 고저축 회전대가 설치되는 웜휠로 된 2차 웜 감속기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어진 태양전지판과, 상기 태양전지판을 고저축 구동시키는 태양전지판 고저축 구동모터와, 상기 태양전지판을 선회축 구동시키는 태양전지판 선회축 구동모터와, 상기 태양전지판의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서, 및 상기 태양전지판의 선회축 회전각을 검출하는 선회각 센서를 포함하는 2축 트랙커와; 고저각 및 선회각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하는 솔라셀 조도센서와, 상기 솔라셀 조도센서를 고저축 구동하는 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터와, 상기 솔라셀 조도센서를 선회축 구동하는 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터와, 상기 솔라셀 조도센서의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서, 및 상기 솔라셀 조도센서의 선회축 회전각을 검출하는 선회각 센서를 포함하는 2축 조도측정기와; 상기 2축 조도측정기의 고저각 센서의 고저각 신호와 선회각 센서의 선회각 신호에 의해 고저각과 선회각 양방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하도록 상기 2축 트랙커의 고저각과 선회각을 산출하는 2축 조도측정기 컨트롤러와; 상기 2축 조도측정기 컨트롤러의 산출된 고저각 및 선회각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 고저축 구동모터와 태양전지판 선회축 구동모터를 구동하여 태양전지판의 회전위치를 구동제어하는 2축 트랙커 컨트롤러를 포함하는 태양광 자동추적장치에 의해 달성된다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 2축 조도측정기 컨트롤러에 의한 2축 트랙커의 고저각 및 선회각 제어신호의 산출은, 상기 솔라셀 조도센서에 의해 계측된 조도신호의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각과 이 방위각에 대한 조도 평균값을 데이터베이스(DB)화 하여 저장하고, 일정시간 동안 저장된 상기 태양광의 방위각과 조도 평균값을 이용하여 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각 및 선회각을 결정하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 운용자가 유지보수할 수 있도록 하는 수동모드와; 상기 2축 조도측정기 컨트롤러의 고저각 및 선회각 제어신호를 상기 2축 트랙커 컨트롤러로 출력하는 자동모드가 구비된 2축 자동/수동선택스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 2축 조도측정기 컨트롤러와 2축 트랙커 컨트롤러는 상기 고저각 및 선회각 제어신호를 무선으로 송수신하기 위한 무선 송수신기를 각각 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 태풍 또는 강풍 발생시, 상기 2축 트랙커 컨트롤러가 상기 태양전지판을 지면과 수평으로 제어하도록 상기 2축 트랙커 컨트롤러로 풍속신호를 출력하는 풍속센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 2축 조도측정기의 솔라셀 조도센서는 고정판에 고정되고, 상기 고정판은 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터에 의해 고저축 방향으로 수직회전되는 지지대에 의해 지지되며, 상기 지지대는 자신의 수직회전각이 검출되는 고저각 센서와 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터가 설치되는 제1받침판과 결합되며, 상기 제1받침판은 제2받침판에 지지되어 수 평회전가능하게 결합되며, 상기 제2받침판에는 수평회전각을 검출하는 선회각 센서가 설치되고, 1차 감속기어를 가진 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터가 설치되며, 상기 1차 감속기어와 결합되어 상기 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터에 의해 상기 제1받침판을 선회축 방향으로 수평회전시키는 2차 감속기어가 결합되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 태양전지판을 고저축 방향으로 수직회전시키는 구동은, 상기 태양전지판 고저축 구동모터에 연결되는 피니언과 웜휠로 구성된 고저축 웜 감속기어와, 상기 고저축 웜 감속기어와 일단이 기어커플링으로 연결되며, 타단이 상기 태양전지판에 연결되어 상기 태양전지판 고저축 구동모터에 의해 직선이동되면서 상기 태양전지판을 고저축 방향으로 수직회전시키는 볼스크류로 구성된 구동장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치에 있어서, 상기 태양전지판을 선회축 방향으로 수평회전시키는 구동은, 상기 2축 트랙커를 지지하는 선회축 받침대와, 이 선회축 받침대에 설치되어 태양전지판 선회축 구동모터에 의해 상기 태양전지판을 선회축 방향으로 수평회전시키는 피니언과 웜휠로 구성된 선회축 웜 감속기어로 구성된 구동장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 태양전지판의 위치각 제어에 대한 정확성, 속응성 및 추종성이 향상됨으로써 태양광 발전효율을 최적화할 수 있고, 또한, 하나의 조도측정기에 의하여 다수의 태양전지판을 동시에 최적제어할 수 있기 때문에 비용이 절감되고 태양광 발전의 효율을 극대화할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 기술구성과 그 작용에 대하여 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 기술하기로 한다.
본 발명의 태양광 자동추적장치는 고저축의 1축으로만 구동되는 1축 조도측정기와 고저축과 선회축의 2축으로 구동되는 2축 조도측정기를 이용하여 태양광의 입사각을 고저축과 선회축에 대한 방위각을 기준으로 조도량을 검출하여 이 검출신호에 의하여 최대 입사량에 대한 태양광의 방위각을 산출함으로써 최대의 태양광 발전을 할 수 있도록 도 1의 1축 트랙커(10) 또는 도 4의 2축 트랙커(100)를 최적으로 구동제어할 수 있도록 한 것이다.
[실시예 1]
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예 1에 관한 것으로, 도 1은 1축 태양광 자동추적장치의 기술구성도이고, 도 2는 1축 태양광 자동추적장치의 1축 트랙커 제어구성도이며, 도 3과 도 3a는 1축 태양광 자동추적장치의 1축 트랙커 고저축 구동장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예 1의 1축 태양광 자동추적장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 최대로 입사되는 태양광의 고저축으로 트랙커를 구동하는 장치로서, 1축 트랙커(10), 1축 조도측정기(20), 1축 조도측정기 컨트롤러(30) 및 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 구성된다.
상기 1축 트랙커(10)는 태양전지판(11), 태양전지판 고저축 구동모터(12) 및 고저각 센서(13)를 포함하는데, 상기 태양전지판(11)은 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어지고, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)는 상기 태양전지판을 수직회전시키는 고저축 구동을 하고, 상기 고저각 센서(13)는 상기 태양전지판의 고저축(高低軸) 회전각(角)을 검출한다.
상기 1축 조도측정기(20)는 태양광의 입사각과 조도량을 신속하고 정확하게 검출하기 위한 솔라셀 조도센서(21), 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(22) 및 고저각 센서(23)를 포함하는데, 상기 솔라셀 조도센서(21)는 고저각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하고, 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(22)는 상기 솔라셀 조도센서(21)를 고저축으로 구동시키며, 상기 고저각 센서(23)는 상기 솔라셀 조도센서(21)의 고저축 회전각을 검출한다.
상기 솔라셀 조도센서(21)로 계측된 고저각 방향으로 입사되는 태양광의 최고로 높은 입사각의 조도신호(32)에 의해 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(22)가 회전하여 상기 태양전지판(11)의 고저축 회전각을 변화시키는데, 이때 솔라셀 조도센서(21)에 의하여 조도가 계측되고 동시에 고저각 센서(23)에 의하여 솔라셀 조도센서(21)의 고저축 회전각이 검출된다.
상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)는 상기 1축 조도측정기(20)의 고저각 센서(23)의 고저각 신호(31)를 입력받아 이에 의해 고저각 방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하기 위한 것으로, 상기 1축 트랙커(10)의 고저각을 산출한다.
상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)는 태양광의 방위각에 대하여 최대로 입사 되는 조도량을 계측하기 위한 목적으로, 상기 고저각 센서(23)에서 검출된 최대로 입사되는 태양광의 고저각 신호(31)를 기준으로 조도평균값을 산출한다.
즉, 상기 솔라셀 조도센서(21)에 의해 계측된 조도신호(32)의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각에 대한 조도평균값을 데이터베이스(DB)화 하고, 일정시간 동안 저장된 태양광의 방위각과 조도평균값에 의해 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각을 결정하여 상기 1축 트랙커(10)의 태양전지판 고저축 구동모터(12)를 구동시키기 위한 고저각 제어신호를 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 출력한다.
상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)는 상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)에 의해 산출된 고저각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)를 구동하여 태양전지판(11)의 회전위치를 구동제어한다.
상기와 같이 구성된 실시예 1의 1축 태양광 자동추적장치는 1축 자동/수동선택스위치(50)가 더 포함되는데, 이 1축 자동/수동선택스위치(50)는 운용자가 고저각을 유지보수할 수 있도록 하는 수동모드와 상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)의 고저각 제어신호를 상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 출력하는 자동모드로 구성된다. 이에 따라 상기 고저각 제어신호는 운용자의 유지보수를 위한 수동모드 고저각 제어신호(52)와 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 출력되는 자동모드 고저각 제어신호(51)로 구분된다.
또한, 상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)와 1축 트랙커 컨트롤러(40)는 유선으로 통신하지만 무선통신도 가능하게끔 각각 무선 송수신기(34)(41)를 포함하는 데, 이 무선 송수신기는 상기 수동모드 또는 자동모드 고저각 제어신호를 무선으로 송수신하기 위한 것이다.
상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)의 무선 송수신기(34)는 태양광의 방위각에 대한 고저각 제어신호를 무선으로 송출하여 현장에 설치된 다수의 1축 트랙커 컨트롤러(40)의 무선 송수신기(41)에 전송하여 동시에 1축 트랙커(10)를 제어함으로써 본 발명의 1축 태양광 자동추적장치의 구동제어가 가능하다.
한편, 태풍 또는 강풍과 같은 궂은 날씨에 1축 트랙커(10)의 태양광 전지판(11)을 보호하기 위한 풍속센서(60)가 본 발명의 1축 태양광 자동추적장치에 더 포함되는데, 상기 풍속센서(60)는 태풍 또는 강풍이 발생하면 풍속을 검출하여 상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 출력하고, 상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)는 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)에 제어신호를 출력하여 상기 태양전지판(11)을 지면과 수평이 되도록 제어한다.
도 2는 도 1의 1축 태양광 자동추적장치에 대하여 1축 조도측정기 컨트롤러(30)와 1축 트랙커 컨트롤러(40)에 대한 제어구성도로서, 태양광 발전효율을 최적화하기 위하여 1축 조도측정기(20)를 이용한 1축 트랙커(10)의 태양전지판 고저축 구동모터(12)에 대한 구동제어에 관한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 1축 조도측정기(20)의 고저각 센서(23)의 고저각 신호(31)와 솔라셀 조도센서(21)가 설치된 1축 조도측정기(20)의 회전위치 오차는 1축 조도측정기 컨트롤러(30)에 의하여 PID 보상되어 오차분이 보상되고, 상기 솔라셀 조도센서(21)에 의하여 검출된 조도신호(32)의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각에 대한 조도평균값을 데이터베이스(DB)화 하여 저장하고, 일정시간 동안 저장된 상기 태양광의 방위각과 조도평균값으로 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각을 결정하여 1축 트랙커(10)를 구동하기 위한 자동모드 고저각 제어신호(51)로 적용된다.
또한, 수동모드 고저각 제어신호(52) 또는 1축 조도측정기(30)로부터 입력된 자동모드 고저각 제어신호(51)에 대한 1축 트랙커(10)의 고저각 회전위치 오차는 1축 트랙커 컨트롤러(10)에 의한 PID 보상에 의하여 오차분이 보상되어 출력되는 1축 트랙커 고저각 제어신호(42)에 의해 1축 트랙커(10)의 고저각이 태양전지판 고저축 구동모터(12)에 의해 제어됨으로써 1축 트랙커(10)에 체결된 태양전지판(11)의 고저축의 위치각, 즉 고저각이 구동제어된다.
한편, 1축 조도측정기 컨트롤러(30)와 관련된 미설명 부호 33은 1축 조도측정기 고저각 제어신호이고, 35는 전원장치이며, 1축 트랙커 컨트롤러(40)와 관련된 미설명 부호 43은 자동/수동선택스위치(50)의 자동/수동모드 선택신호이고, 44는 1축 트랙커(10)의 정지/동작신호이며, 45는 1축 트랙커(10)의 고저각 센서(13)에 의한 고저각 신호이며, 46은 전원장치이다.
그리고, 도 6은 2축 조도측정기(200)의 솔라셀 조도센서(210)와 고저축 구동부의 실물사진으로서 솔라셀 조도센서 선회축 구동부의 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)와 선회각 센서(1301)를 제외하면 1축 조도측정기(20)와 동일하다. 따라서, 용도(1축 또는 2축)에 따라 1축 조도측정기(20) 또는 2축 조도측정기(200)에 적용가능하므로 도 6을 이용하여 1축 조도측정기(20)의 기구적인 구성을 살펴보면 다음과 같다. 미설명 부호 270은 솔라셀 조도센서 선회축 구동부의 보호케이스이다.
도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 1축 조도측정기(20)의 솔라셀 조도센서(21)는 고정판(240)에 고정되고, 상기 고정판(240)은 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220)에 의해 고저축으로 수직회전되는 지지대(250)에 의해 지지되며, 상기 지지대(250)는 자신의 수직회전각이 검출되는 고저각 센서(230)와 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220)가 설치되는 제1받침판(260)과 힌지결합되어 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이 1축 트랙커(10)를 고저축으로 구동시켜 태양전지판(11)을 고저축으로 구동시키기 위한 구동장치는, 1축 트랙커(10)를 고정하는 고저축 고정대(14)와, 이 고저축 고정대(14)에 의해 받쳐지고, 상기 태양전지판(11)과 태양전지판 고저축 구동모터(12)와 고저각 센서(13)가 설치되며, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)에 의해 고저축 방향으로 수직회전되는 고저축 회전대(15)로 구성된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 고저축 방향으로 동력을 전달하는 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)는 고토크를 출력하기 위한 감속기어를 포함하는데, 상기 감속기어는 피니언(161)과 웜휠(162)로 된 1차 웜 감속기어(16)와, 상기 1차 웜 감속기어(16)의 피니언(161)과 결합되며 고정베어링(17)에 의해 고정되는 피니언(181)과 상기 고저축 회전대(15)가 설치되는 웜휠(182)로 된 2차 웜 감속기어(18)로 구성된다.
[실시예 2]
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 관한 것으로, 도 4는 2축 태양광 자동추적장치의 기술구성도이고, 도 5는 2축 태양광 자동추적장치의 2축 트랙커 제어구성도이고, 도 6은 2축 태양광 자동추적장치의 2축 조도측정기의 솔라셀 조도센서와 고저축 구동부의 구성도의 실물사진이고, 도 7은 2축 태양광 자동추적장치의 2축 조도측정기의 선회축 구동부의 구성도의 실물사진이고, 도 8은 2축 태양광 자동추적장치의 2축 트랙커의 고저축 구동장치의 구성도이며, 도 9는 2축 태양광 자동추적장치의 2축 트랙커의 선회축 구동장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예 2의 태양광 자동추적장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 최대로 입사되는 태양광의 고저축과 선회축으로 트랙커를 구동하는 장치로서, 2축 트랙커(100), 2축 조도측정기(200), 2축 조도측정기 컨트롤러(300) 및 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 구성된다.
상기 2축 트랙커(100)는 태양광을 양축, 즉 독립적으로 고저축과 선회축으로 추종하는 구동기로서, 태양전지판(110), 태양전지판 고저축 구동모터(120), 고저각 센서(13O), 태양전지판 선회축 구동모터(1201), 및 선회각 센서(1301)를 포함하는데, 상기 태양전지판(110)은 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어지고, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)는 상기 태양전지판을 수직회전시키는 고저축 구동을 하며, 상기 태양전지판 선회축 구동모터(1201)는 상기 태양전지판을 수평회전시키는 선회축 구동을 하며, 상기 고저각 센서(130)는 상기 태양전지판의 고저축(高低軸) 회전각(角)을 검출하며, 상기 선회 각 센서(1301)는 상기 태양전지판의 선회축(旋回軸) 회전각(角)을 검출한다.
상기 2축 조도측정기(200)는 솔라셀 조도센서(210), 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220), 고저각 센서(230), 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(2201), 및 선회각 센서(2301)를 포함하는데, 태양광의 입사각을 신속하고 정확하게 검출하기 위한 상기 솔라셀 조도센서(210)는 고저각 및 선회각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하며, 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220)는 상기 솔라셀 조도센서(210)를 고저축 구동하며, 상기 고저각 센서(230)는 상기 솔라셀 조도센서의 고저축 회전각을 검출하며, 상기 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(2201)는 상기 솔라셀 조도센서를 선회축 구동하며, 상기 선회각 센서(2301)는 상기 솔라셀 조도센서의 선회축 회전각을 검출한다.
상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)는 상기 2축 조도측정기(200)의 고저각 센서(230)의 고저각 신호와 선회각 센서(2301)의 선회각 신호에 의해 고저각과 선회각 양방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하도록 상기 2축 트랙커(100)의 고저각과 선회각을 산출한다.
즉, 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)는 선회각 및 고저각 양방향으로 입사되는 태양광의 최고로 높은 입사각을 검출하기 위하여 고저각 센서(230)와 선회각 센서(2301)에 의하여 고저각과 선회각이 동시에 구동하여 솔라셀 조도센서(210)의 양축을 변화시키고, 이때 솔라셀 조도센서(210)에 의하여 조도신호(320)가 계측되고, 동시에 고저각 센서(230)에 의하여 고저각 신호(310)가 계측되며, 선회각 센서(2301)에 의하여 선회각 신호(3101)가 계측된다.
상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)는 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)로부터 산출된 고저각 및 선회각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)와 태양전지판 선회축 구동모터(1201)를 구동하여 태양전지판(110)의 회전위치를 구동제어한다.
즉, 2축 트랙커 컨트롤러(400)는 2축 트랙커(100)를 선회축과 고저축 방향으로 독립적으로 구동제어를 할 수 있으며, 2축 조도측정기 컨트롤러(300)로부터 입력된 선회각 제어신호(5101,5201) 및 고저각 제어신호(510,520)와, 2축 트랙커(100)의 선회각 센서(1301)와 고저각 센서(130)에 의하여 검출된 선회각 신호(4501) 및 고저각 신호(450)의 회전위치 오차를 PID 보상하여 2축 트랙커(100)의 태양전지판 고저축 구동모터(120)와 태양전지판 선회축 구동모터(1201)를 구동제어함으로써 2축 조도측정기(200)에 의해 계측되고 2축 조도측정기 컨트롤러(300)에 의하여 산출된 태양광 최적 입사각 제어신호(고저각 및 선회각 제어신호)에 따라 2축 트랙커(100)가 2축 방향으로 독립적으로 구동하게 된다.
상기 2축 조도측정기 컨트롤러(310)는 태양광이 최대로 입사되는 고저각과 선회각과 조도량을 계측하기 위한 목적으로, 고저각 센서(230)와 선회각 센서(2301)에서 검출된 최대로 입사되는 태양광의 고저각 신호(310)와 선회각 신호(3101)를 기준으로 조도평균값을 산출한다.
즉, 솔라셀 조도센서(210)에 의해 계측된 조도신호(320)의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각과 이 방위각에 대한 조도평균값을 데이터베이스(DB)화하여 저장하고, 일정시간 동안 저장된 상기 방위각과 조도평균값을 이용하 여 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각 및 선회각을 결정하여 상기 2축 트랙커(100)의 태양전지판 고저축 구동모터(120)와 태양전지판 선회축 구동모터(1201)를 구동시키기 위한 고저각 제어신호와 선회각 제어신호를 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 출력한다.
상기와 같이 구성된 실시예 2의 2축 태양광 자동추적장치는 2축 자동/수동선택스위치(500)가 더 포함되는데, 이 2축 자동/수동선택스위치(500)는 운용자가 고저각과 선회각을 유지보수할 수 있도록 하는 수동모드와 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)의 고저각 및 선회각 제어신호를 상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 출력하는 자동모드로 구성된다. 이에 따라 상기 고저각 제어신호는 운용자의 유지보수를 위한 수동모드 고저각 제어신호(520)와 수동모드 선회각 제어신호(5201) 및 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 출력되는 자동모드 고저각 제어신호(510)과 자동모드 선회각 제어신호(510)로 구분된다.
또한, 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)와 2축 트랙커 컨트롤러(400)는 유선으로 통신하지만 무선통신도 가능하게끔 각각 무선 송수신기(34)(41)를 구비하고 있는데, 이 무선 송수신기는 상기 수동모드 또는 자동모드 고저각 및 선회각 제어신호를 무선으로 송수신하기 위한 것이다.
상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)의 무선 송수신기(34)는 태양광의 방위각에 대한 고저각 및 선회각 제어신호를 무선으로 송출하여 현장에 설치된 다수의 2축 트랙커 컨트롤러(400)의 무선 송수신기(410)에 전송하여 동시에 2축 트랙커(100)를 제어함으로써 본 발명의 2축 태양광 자동추적장치의 구동제어가 가능하 다.
한편, 태풍 또는 강풍과 같은 궂은 날씨에 2축 트랙커(10)의 태양광 전지판(110)을 보호하기 위한 풍속센서(600)가 본 발명의 2축 태양광 자동추적장치에 더 포함되는데, 상기 풍속센서(600)는 태풍 또는 강풍이 발생하면 풍속을 검출하여 상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 출력하고, 상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)는 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)에 제어신호를 출력하여 상기 태양전지판(110)을 지면과 수평이 되도록 제어한다.
도 5는 도 4의 2축 태양광 자동추적장치에 대하여 2축 조도측정기 컨트롤러(300)와 2축 트랙커 컨트롤러(400)에 대한 제어구성도로서, 태양광 발전효율을 최적화하기 위하여 2축 조도측정기(200)를 이용한 2축 트랙커(100)의 태양전지판 고저축 구동모터(120)와 태양전지판 선회축 구동모터(1201)에 대한 구동제어에 관한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 2축 조도측정기(200)의 선회축 구동에 있어서, 2축 조도측정기의 선회각 신호(3101)와 솔라셀 조도센서(210)가 설치된 2축 조도측정기(200)의 회전위치 오차는 2축 조도측정기 컨트롤러(300)에 의하여 PID 보상되어 오차분이 보상되고, 2축 조도측정기(200)의 고저축 구동에 있어서, 2축 조도측정기의 고저각 신호(310)와 솔라셀 조도센서(210)가 설치된 2축 조도측정기(200)의 회전위치 오차는 2축 조도측정기 컨트롤러(300)에 의하여 PID 보상되어 오차분이 보상된다.
이때, 솔라셀 조도센서(210)에 의하여 검출된 조도신호(320)의 적분값을 고 저각 신호(310)와 선회각 신호(3101)를 기준으로 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각에 대한 조도평균값을 산출하여 고저각과 선회각에 대한 조도평균값을 데이터베이스(DB)화 하고, 일정시간 동안 저장된 태양광의 방위각과 조도평균값을 이용하여 최대로 발생된 태양광의 입사량에 대한 고저각과 선회각을 결정한다.
2축 트랙커(100)의 선회축 구동은, 수동모드 선회각 제어신호(5201) 또는 2축 조도측정기(300)로부터 입력된 자동모드 선회각 제어신호(5101)에 대한 2축 트랙커(100)의 선회각 회전위치 오차는 2축 트랙커 컨트롤러(400)에 의한 PID 보상에 의하여 오차분이 보상되어 출력되는 2축 트랙커 선회각 제어신호(4201)에 의해 2축 트랙커(100)의 선회각이 태양전지판 선회축 구동모터(1201)에 의해 제어됨으로써 2축 트랙커(100)에 체결된 태양전지판(110)의 선회축의 위치각, 즉 선회각이 최적으로 구동제어된다.
2축 트랙커(100)의 고저축 구동은, 수동모드 고저각 제어신호(520) 또는 2축 조도측정기(300)로부터 입력된 자동모드 고저각 제어신호(510)에 대한 2축 트랙커(100)의 고저각 회전위치 오차는 2축 트랙커 컨트롤러(400)에 의한 PID 보상에 의하여 오차분이 보상되어 출력되는 2축 트랙커 고저각 제어신호(420)에 의해 2축 트랙커(100)의 고저각이 태양전지판 고저축 구동모터(120)에 의해 제어됨으로써 2축 트랙커(100)에 체결된 태양전지판(110)의 고저축의 위치각, 즉 고저각이 최적으로 구동제어된다.
한편, 2축 조도측정기 컨트롤러(300)와 관련된 미설명 부호 330은 2축 조도측정기 고저각 제어신호이고, 3301은 2축 조도측정기 선회각 제어신호이고, 350은 전원장치이며, 2축 트랙커 컨트롤러(400)와 관련된 미설명 부호 430은 자동/수동선택스위치(500)의 자동/수동모드 선택신호이고, 440은 2축 트랙커(100)의 정지/동작신호이며, 450은 2축 트랙커(100)의 고저각 센서(130)에 의한 고저각 신호이며, 4501은 2축 트랙커(100)의 선회각 센서(1301)에 의한 선회각 신호이며, 460은 전원장치이다.
도 6과 도 7은 2축 방향 즉 고저축과 선회축으로 동시에 태양광의 입사량을 측정하기 위한 솔라셀 조도센서를 이용한 2축 조도측정기의 실물사진이다.
실시예 1의 1축 조도측정기의 기술구성에서 설명한 바와 같이, 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)와 선회각 센서(1301)를 제외하면 1축 조도측정기(20)와 동일하므로 선회축 구동을 위한 기술구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1받침판(260)은 제2받침판(280)에 지지되어 수평회전가능하게 결합되며, 상기 제2받침판(280)에는 수평회전각을 검출하는 선회각 센서(1301)가 설치되고, 1차 감속기어(1201)를 가진 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)가 설치되며, 상기 1차 감속기어(1201)와 결합되어 상기 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)에 의해 상기 제1받침판(260)을 수평회전시키는 2차 감속기어(290)가 결합된다.
한편, 도 6에는 상기 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)와 선회각 센서(1301)만 보호케이스(270)에 수납되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 1,2차 감속기어도 상기 보호케이스(270)에 수납할 수 있고, 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220)와 고저각 센서(230)도 별도로 보호케이스에 수납할 수 있다.
도 8은 2축 태양광 자동추적장치의 2축 트랙커의 고저축 구동장치의 구성도로서, 2축 트랙커(100)의 태양전지판(110)의 고저축 방향의 구동은, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)에 연결되는 피니언(141)과 웜휠(142)로 구성된 고저축 웜 감속기어(140)와, 상기 고저축 웜 감속기어(140)와 일단이 기어커플링(150)으로 연결되며, 타단이 상기 태양전지판(110)에 연결되어 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)에 의해 직선이동되면서 상기 태양전지판(110)을 고저축 방향으로 수직회전시키는 볼스크류(160)로 구성된 구동장치에 의해 이루어진다.
한편, 상기 태양전지판(110)의 고저축(高低軸) 회전각(角)을 상기 볼스크류(160)의 가변되는 직선이동거리에 의해 검출토록 상기 볼스크류 케이스(162)에는 고저각 센서(130)가 고정대(131)에 의해 고정설치되어 있다.
미설명 부호 161은 볼스크류(160)의 이동을 위한 볼너트이고, 170은 태양전지판(110)과 체결되는 고저축 연결대이다.
상술한 2축 트랙커의 고저축 구동장치는 고저축 방향으로 태양전지판의 위치각을 가변하는 구동장치로써, 동력을 제공하는 태양전지판 고저축 구동모터(120)와 고저축 웜 감속기어(140)의 회전운동을 직선운동으로 변화시키는 볼스크류(160)가 주요 구성요소이다.
도 9는 2축 태양광 자동추적장치의 2축 트랙커의 선회축 구동장치의 구성도로서, 2축 트랙커(100)의 태양전지판(110)의 선회축 방향의 구동은, 상기 2축 트랙커(100)를 지지하는 선회축 받침대(180)와, 이 선회축 받침대(180)에 설치되어 태양전지판 선회축 구동모터(1201)에 의해 상기 태양전지판(110)을 선회축 방향으로 수평회전시키는 피니언(191)과 웜휠(192)로 구성된 선회축 웜 감속기어(190)로 구성된 구동장치에 의해 이루어진다.
미설명 부호 193은 고정베어링이고, 194는 2축 트랙커의 고저축 구동장치 연결대이다.
한편, 상기 태양전지판(110)의 선회축(旋回軸) 회전각(角)을 상기 웜휠(192)의 회전거리에 의해 검출토록 상기 선회축 받침대(180)의 내부에는 선회각 센서(1301)가 설치되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 1축 태양광 자동추적장치의 기술구성도
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 1축 트랙커 제어구성도
도 3과 3a는 본 발명의 실시예 1에 따른 1축 트랙커 고저축 구동장치의 구성도
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 2축 태양광 자동추적장치의 기술구성도
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 2축 트랙커 제어구성도
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 2축 조도측정기의 솔라셀 조도센서와 고저축 구동부의 구성도의 실물사진
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 2축 조도측정기의 선회축 구동부의 구성도의 실물사진
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 2축 트랙커의 고저축 구동장치의 구성도
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 2축 트랙커의 선회축 구동장치의 구성도
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 1축 트랙커 11 : 태양전지판
12 : 태양전지판 고저축 구동모터 13 : 고조각 센서
16 : 1차 감속기어 18 : 2차 감속기어
20 : 1축 조도측정기 21 : 솔라셀 조도센서
22 : 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터 23 : 고저각 센서
30 : 1축 조도측정기 컨트롤러 40 : 1축 트랙커 컨트롤러
100 : 2축 트랙커 110 : 태양전지판
120 : 태양전지판 고저축 구동모터
1201 : 태양전지판 선회축 구동모터
130 : 고조각 센서 1301 : 선회각 센서
140 : 고저축 웜 감속기어 160 : 볼스크류
200 : 2축 조도측정기 210 : 솔라셀 조도센서
220 : 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터
2201 : 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터
230 : 고저각 센서 2301 : 선회각 센서
300 : 2축 조도측정기 컨트롤러 400 : 2축 트랙커 컨트롤러

Claims (16)

  1. 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어진 태양전지판(11)과, 상기 태양전지판을 고저축 구동시키는 태양전지판 고저축 구동모터(12)와, 상기 태양전지판의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서(13)를 포함하는 1축 트랙커(10)와;
    고저각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하는 솔라셀 조도센서(21)와, 상기 솔라셀 조도센서를 고저축 구동하는 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(22)와, 상기 솔라셀 조도센서의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서(23)를 포함하는 1축 조도측정기(20)와;
    상기 1축 조도측정기의 고저각 센서의 고저각 신호에 의해 고저각 방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하도록 상기 1축 트랙커의 고저각을 산출하는 1축 조도측정기 컨트롤러(30); 및
    상기 1축 조도측정기 컨트롤러에 의해 산출된 고저각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 구동모터를 구동하여 상기 태양전지판의 회전위치를 구동제어하는 1축 트랙커 컨트롤러(40)를 포함하는 태양광 자동추적장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 1축 조도측정기 컨트롤러에 의한 1축 트랙커의 고저각 제어신호의 산출은, 상기 솔라셀 조도센서에 의해 계측된 조도신호(32)의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각과 이 방위각에 대한 조도평균값 을 데이터베이스(DB)화 하여 저장하고, 일정시간 동안 저장된 상기 태양광의 방위각과 조도평균값을 이용하여 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각을 결정하여 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 운용자가 고저각을 유지보수할 수 있도록 하는 수동모드와; 상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)의 고저각 제어신호를 상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 출력하는 자동모드가 구비된 자동/수동선택스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 1축 조도측정기 컨트롤러(30)와 1축 트랙커 컨트롤러(40)는 상기 고저각 제어신호를 무선으로 송수신하기 위한 무선 송수신기(34)(41)를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 태풍 또는 강풍 발생시, 상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)가 상기 태양전지판(11)을 지면과 수평으로 제어하도록 상기 1축 트랙커 컨트롤러(40)로 풍속신호를 출력하는 풍속센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  6. 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1축 조도측정기의 솔라셀 조도센서(21)는 고정판에 고정되고, 상기 고정판은 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터에 의해 고저축으로 수직회전되는 지지대에 의해 지지되며, 상기 지지대는 자신의 수직회전각이 검출되는 고저각 센서와 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터가 설치되는 제1받침판과 결합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 태양전지판의 고저축 구동은, 상기 1축 트랙커를 고정하는 고저축 고정대(14)와, 이 고저축 고정대에 의해 받쳐지고, 상기 태양전지판과 태양전지판 고저축 구동모터(12)와 고저각 센서(13)가 설치되며, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)에 의해 고저축 방향으로 수직회전되는 고저축 회전대(15)로 이루어진 구동장치에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(12)는 감속기어를 포함하는데, 상기 감속기어는 피니언(161)과 웜휠(162)로 된 1차 웜 감속기어(16)와, 상기 1차 웜 감속기어의 피니언과 결합되며 고정베어링에 의해 고정되는 피니언(181)과 상기 고저축 회전대가 설치되는 웜휠(182)로 된 2차 웜 감속기어(18)로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  9. 태양광을 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 다수의 솔라셀로 이루어진 태양전지판(110)과, 상기 태양전지판을 고저축 구동시키는 태양전지판 고저축 구동 모터(120)와, 상기 태양전지판을 선회축 구동시키는 태양전지판 선회축 구동모터(1201)와, 상기 태양전지판의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서(130), 및 상기 태양전지판의 선회축 회전각을 검출하는 선회각 센서(1301)를 포함하는 2축 트랙커(100)와;
    고저각 및 선회각 방향으로 입사되는 태양광의 최대 입사각에 대한 조도를 계측하는 솔라셀 조도센서(210)와, 상기 솔라셀 조도센서를 고저축 구동하는 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220)와, 상기 솔라셀 조도센서를 선회축 구동하는 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(2201)와, 상기 솔라셀 조도센서의 고저축 회전각을 검출하는 고저각 센서(230), 및 상기 솔라셀 조도센서의 선회축 회전각을 검출하는 선회각 센서(2301)를 포함하는 2축 조도측정기(200)와;
    상기 2축 조도측정기(200)의 고저각 센서(230)의 고저각 신호와 선회각 센서(2301)의 선회각 신호에 의해 고저각과 선회각 양방향의 최대 조도량을 계측하여 태양광 발전을 극대화하도록 상기 2축 트랙커(100)의 고저각과 선회각을 산출하는 2축 조도측정기 컨트롤러(300)와;
    상기 2축 조도측정기 컨트롤러의 산출된 고저각 및 선회각 제어신호에 따라 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)와 태양전지판 선회축 구동모터(1201)를 구동하여 태양전지판(110)의 회전위치를 구동제어하는 2축 트랙커 컨트롤러(400)를 포함하는 태양광 자동추적장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)에 의한 2축 트랙 커(100)의 고저각 및 선회각 제어신호의 산출은, 상기 솔라셀 조도센서에 의해 계측된 조도신호(320)의 적분값을 일정한 시간주기로 나누어 태양광의 방위각과 이 방위각에 대한 조도 평균값을 데이터베이스(DB)화 하여 저장하고, 일정시간 동안 저장된 상기 태양광의 방위각과 조도 평균값을 이용하여 최대로 발생된 태양광의 입사량과 고저각 및 선회각을 결정하여 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 운용자가 유지보수할 수 있도록 하는 수동모드와; 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(300)의 고저각 및 선회각 제어신호를 상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 출력하는 자동모드가 구비된 2축 자동/수동선택스위치(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 2축 조도측정기 컨트롤러(200)와 2축 트랙커 컨트롤러(400)는 상기 고저각 및 선회각 제어신호를 무선으로 송수신하기 위한 무선 송수신기(340)(410)를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  13. 청구항 9에 있어서, 태풍 또는 강풍 발생시, 상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)가 상기 태양전지판(110)을 지면과 수평으로 제어하도록 상기 2축 트랙커 컨트롤러(400)로 풍속신호를 출력하는 풍속센서(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  14. 청구항 9 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2축 조도측정기의 솔라셀 조도센서(210)는 고정판(240)에 고정되고, 상기 고정판은 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터(220)에 의해 고저축 방향으로 수직회전되는 지지대(250)에 의해 지지되며, 상기 지지대는 자신의 수직회전각이 검출되는 고저각 센서(230)와 상기 솔라셀 조도센서 고저축 구동모터가 설치되는 제1받침판(260)과 결합되며,
    상기 제1받침판(260)은 제2받침판(280)에 지지되어 수평회전가능하게 결합되며, 상기 제2받침판(280)에는 수평회전각을 검출하는 선회각 센서(1301)가 설치되고, 1차 감속기어(1201)를 가진 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)가 설치되며, 상기 1차 감속기어(1201)와 결합되어 상기 솔라셀 조도센서 선회축 구동모터(1201)에 의해 상기 제1받침판(260)을 선회축 방향으로 수평회전시키는 2차 감속기어(290)가 결합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 태양전지판(110)을 고저축 방향으로 수직회전시키는 구동은, 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)에 연결되는 피니언(141)과 웜휠(142)로 구성된 고저축 웜 감속기어(140)와, 상기 고저축 웜 감속기어(140)와 일단이 기어커플링(150)으로 연결되며, 타단이 상기 태양전지판(110)에 연결되어 상기 태양전지판 고저축 구동모터(120)에 의해 직선이동되면서 상기 태양전지판(110)을 고저축 방향으로 수직회전시키는 볼스크류(160)로 구성된 구동장치에 의해 이루 어지는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 태양전지판(110)을 선회축 방향으로 수평회전시키는 구동은, 상기 2축 트랙커(100)를 지지하는 선회축 받침대(180)와, 이 선회축 받침대(180)에 설치되어 태양전지판 선회축 구동모터(1201)에 의해 상기 태양전지판(110)을 선회축 방향으로 수평회전시키는 피니언(191)과 웜휠(192)로 구성된 선회축 웜 감속기어(190)로 구성된 구동장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
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