KR20090030432A - 솔라 모듈 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔라 모듈 제어 시스템에 관한 것으로, 솔라 모듈의 일괄적인 통제가 가능하고 원격지에서도 효과적인 관리를 수행할 수 있도록, 솔라 모듈의 구동 효율을 높이기 위한 제어 시스템으로서, 상기 솔라 모듈이 설치된 위치에 설치되며, 주 제어 장치의 제어에 따라 상기 솔라 모듈의 집광부 방향을 조절하는 현장 제어 장치; 및 현재 위치와 조도에 따라 태양의 위치를 계산하여 상기 현장 제어 장치에 제공하는 주 제어 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

솔라 모듈, 제어, VHF, GPS, 조도

Description

솔라 모듈 제어 시스템{A control system for solar module}

본 발명은 솔라 모듈 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔라 모듈의 일괄적인 통제가 가능하고 원격지에서도 효과적인 관리를 수행할 수 있는 기술에 관한 것이다.

솔라 모듈(Solar Module)은 광전현상에 의해 전기를 발생하는 장치로, 전력 생산, 각종 전기 장치의 동작에 필요한 전원 공급 및 기상 관측 자료의 생성 등을 위해 널리 이용된다.

이와 같은 솔라 모듈은 집광부가 일정 방향을 향한 상태로 고정된 고정식, 태양의 방향을 따라 이동하는 이동식으로 구분된다.

고정식은 구성 요소가 간단하여 제조 비용이 저렴한 반면 집광 효율이 낮은 문제가 발생한다.

이동식은 프로그램 방식과 광센서 방식이 존재한다. 이 중, 프로그램 방식은 태양의 일출, 일몰 및 태양 방위각이 저장되고, 현재의 시간, 위도 및 경도를 입력하여, 이에 따라 집광부가 이동하도록 구성된다. 그러나 이와 같은 프로그램 방식은 흐린날에도 태양을 향해 이동하기 때문에 불필요한 전력 낭비가 발생하는 문제 가 발생한다. 광센서 방식은 광센서를 4개 정도 설치한 뒤, 광센서에 입력되는 광량에 따라 태양의 위치를 계산하여 집광부를 이동하도록 구성된다. 그러나 이와 같은 광센서 방식은 광센서의 오염에 의한 오동작이나 산란광에 의한 오류 등이 발생하게 된다.

본 발명은 전술된 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 효과적인 태양광의 집광이 가능한 시스템의 제공을 목적으로 한다.

전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 솔라 모듈 제어 시스템은 솔라 모듈의 구동 효율을 높이기 위한 제어 시스템으로서, 상기 솔라 모듈이 설치된 위치에 설치되며, 주 제어 장치의 제어에 따라 상기 솔라 모듈의 집광부 방향을 조절하는 현장 제어 장치; 및 현재 위치와 조도에 따라 태양의 위치를 계산하여 상기 현장 제어 장치에 제공하는 주 제어 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 현장 제어 장치는: 상기 주 제어 장치와 VHF 영역을 이용한 통신을 수행하는 통신부; 상기 통신부를 통해 수신된 태양의 위치에 따라 상기 집광부가 태양을 향하도록 구동부를 제어하고, 현장 제어 장치의 동작 상태를 통신부를 통해 외부로 전송시키는 제어부; 고유의 식별 정보와 상기 통신부를 통해 수신된 태양의 위치 정보를 저장하는 저장부; 상기 제어부의 제어에 따라 집광부가 태양을 향하도록 구동시키는 구동부; 및 상기 솔라 모듈에서 생산된 전원의 일부를 각 구성 요소로 공급하는 전원부;를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 제어부는: 집광부에 의해 집광되는 빛의 양이 적은 경우에 상기 구동부의 동작을 정지시킬 수 있다.

본 발명에서, 상기 주 제어 장치는: 사용자의 명령을 입력하는 입력부; 주 제어 장치의 동작 상태를 표시하는 표시부; GPS 위성으로부터 데이타를 수신하여 현재 위치를 검출하는 GPS 수신부; 태양광에 의한 광량을 검출하는 조도 수집부; 상기 GPS 수신부에 의해 검출된 현재 위치와 조도 수집부에 의해 검출된 태양광의 광량을 기반으로 태양의 위치를 계산하는 제어부; 상기 제어부에서 계산된 주 제어 장치의 현재 위치, 태양의 위치, 계산 시간 및 현장 제어 장치의 식별 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 현장 제어 장치로 태양의 위치 정보를 VHF 영역을 이용한 통신으로 전송하고, 현장 제어 장치의 동작 상태를 수신하는 제2통신부;를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 주 제어 장치와 무선 통신을 수행하여 주 제어 장치와 현장 제어 장치의 상태를 확인하는 원격 제어 장치;를 추가로 포함하고, 상기 주 제어 장치는 상기 원격 제어 장치와 무선 통신을 수행하는 제1통신부;를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 솔라 모듈이 효과적으로 태양광을 집광할 수 있는 시스템을 제공할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

(실시예)

먼저 첨부된 도면 도1 내지 도3을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 솔라 모듈 제어 시스템을 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템의 블럭도이고, 도2는 도1에서 주 제어 장치의 세부 블럭도이고, 도3은 도1에서 현장 제어 장치의 세부 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 솔라 모듈 제어 시스템(100: 이하에서 설명의 편의를 위하여, 별다른 설명이 없는 한 '솔라 모듈 제어 시스템'은 간략히 '제어 시스템'이라 한다)은 크게 원격 제어 장치(110), 주 제어 장치(150) 및 현장 제어 장치(180)를 포함하고, 각 장치는 무선 통신 특히 VHF(Very High Frequency) 영역을 이용한 통신을 수행한다.

원격 제어 장치(110)는 주 제어 장치(150)와 무선 통신을 수행하여 주 제어 장치(150)와 현장 제어 장치(180)의 상태를 확인한다.

주 제어 장치(150)는 현재 위치와 조도에 따라 태양의 위치를 계산하여 현장 제어 장치(180)에 제공한다. 첨부된 도면 도2를 참조로 주 제어 장치(150)를 상세히 설명하면, 제1통신부(152)는 원격 제어 장치(110)와 무선 통신을 수행한다.

입력부(164)는 사용자의 명령을 입력받기 위해 사용된다.

표시부(162)는 주 제어 장치(150)의 동작 상태를 표시한다.

GPS 수신부(156)는 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 데이타를 수신하여 주 제어 장치(150)의 현재 위치를 검출한다.

조도 수집부(158)는 태양광에 의한 광량을 검출한다.

제어부(160)는 GPS 수신부(156)에 의해 검출된 현재 위치와 조도 수집부(158)에 의해 검출된 태양광의 광량을 기반으로 태양의 위치를 계산한다.

저장부(166)는 제어부(160)에서 계산된 주 제어 장치(150)의 현재 위치, 태양의 위치, 계산 시간 및 현장 제어 장치(180)의 식별 정보를 저장한다.

제2통신부(154)는 현장 제어 장치(180)로 태양의 위치 정보를 VHF 영역을 이용한 통신으로 전송하고, 현장 제어 장치(180)의 동작 상태를 수신한다.

현장 제어 장치(180)는 솔라 모듈이 설치된 위치에 설치되며, 주 제어 장치(150)의 제어에 따라 솔라 모듈의 집광부 방향을 조절한다. 첨부된 도면 도3을 참조로 현장 제어 장치(180)를 상세히 설명하면, 통신부(182)는 주 제어 장치(150)와 VHF 영역을 이용한 통신을 수행한다.

제어부(190)는 통신부(182)를 통해 수신된 태양의 위치에 따라 집광부가 태 양을 향하도록 구동부(186)를 제어하고, 현장 제어 장치(180)의 동작 상태를 통신부(182)를 통해 외부로 전송시킨다. 또한, 제어부(190)는 집광부에 의해 집광되는 빛의 양이 적은 경우에 구동부(186)의 동작을 정지시키는 동작을 추가로 수행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 동작에 의해 불필요한 전력 낭비를 줄일 수 있다.

저장부(184)는 고유의 식별 정보와 통신부(182)를 통해 수신된 태양의 위치 정보를 저장한다. 저장부(184)는 전원부(188)로부터의 전원 공급이 차단된 상태에서도 저장된 내용이 지워지지 않는 비휘발성 메모리로 형성되는 것이 바람직하다.

구동부(186)는 제어부(190)의 제어에 따라 집광부가 태양을 향하도록 구동시킨다.

전원부(188)는 솔라 모듈에서 생산된 전원의 일부를 각 구성 요소로 공급한다.

(동작예)

이하에서 본 발명에 따른 제어 시스템의 동작예를 설명한다.

본 동작예의 설명에 앞서, 현장 제어 장치(180)의 저장부(184)에는 현장 제어 장치(180)의 위도와 경도, 고유의 식별 정보, 특정 위도와 경도에서의 태양의 위치를 기반으로 현장 제어 장치(180)에서 태양의 위치를 계산할 수 있는 프로그램이 저장된 것으로 가정한다.

제1단계, 사용자가 주 제어 장치(150)를 휴대한 상태에서, 이를 동작시켜 주 제어 장치(150)의 현재 위도와 경도 및 태양의 위치를 계산한다.

제2단계, 주 제어 장치(150)의 제2통신부(154)를 사용하여 현장 제어 장치(180)로 제1단계에서 계산된 정보를 전송한다.

제3단계, 현장 제어 장치(180)가 이를 수신한 뒤, 현장 제어 장치(180)의 위치에 따라 태양의 위치를 계산한다. 이때, 특정 지점의 위도와 경도 및 태양의 위치를 기반으로 현장 제어 장치의 위치와 경도에 따른 태양의 위치를 계산하는 기술은 주지의 기술이므로 상세한 설명은 생략됨에 유의한다. 한편, 이와 같은 계산은 현장 제어 장치(180)가 아닌 주 제어 장치(150)에 의해 수행될 수도 있음에 유의해야 한다. 즉, 주 제어 장치(150)가 현장 제어 장치(180)의 식별 정보에 따라 현장 제어 장치의 위치에 따른 태양의 위치를 계산하여 이를 현장 제어 장치로 전달할 수도 있는 것이다.

제4단계, 현장 제어 장치(180)가 계산된 태양 위치에 따라 집광부를 이동시킨다. 한편, 현장 제어 장치(180)는 주기적 또는 주 제어 장치(150)의 요청에 따라 동작 상태를 통신부를 통해 송신한다.

제5단계, 한편 현장 제어 장치(180)가 위치된 곳의 태양광이 구름이나 기타 다른 이유에 의해 약해지면, 현장 제어 장치(180)의 제어부(190)가 구동부(186)의 동작을 일시 정지시킬 수 있다. 즉, 구동부(186)를 동작시켜 솔라 모듈의 집광부가 태양을 향하도록 하더라도, 태양광의 광량이 부족하면 발전 효율이 낮아서 구동부(186)의 동작에 필요한 전력량보다 발전량이 적게 될 수 있을 것이다. 이 경우에는 구동부의 동작이 비효율적으로 되기 때문에 동작을 일시 중지시키는 것이 바람직하다.

제6단계, 관리자가 현장 제어 장치(180)나 주 제어 장치(150)의 정상 동작 여부나 동작 상태를 확인하고자 하는 경우, 원격 제어 장치(110)를 사용하여 주 제어 장치(150)와 통신을 통해 상태 확인이 가능하다.

이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다.

그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 시스템의 블럭도이다.

도2는 도1에서 주 제어 장치의 세부 블럭도이다.

도3은 도1에서 현장 제어 장치의 세부 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 시스템 110: 원격 제어 장치

150: 주 제어 장치 180: 현장 제어 장치

Claims (5)

1. 솔라 모듈의 구동 효율을 높이기 위한 제어 시스템으로서,

   상기 솔라 모듈이 설치된 위치에 설치되며, 주 제어 장치의 제어에 따라 상기 솔라 모듈의 집광부 방향을 조절하는 현장 제어 장치; 및

   현재 위치와 조도에 따라 태양의 위치를 계산하여 상기 현장 제어 장치에 제공하는 주 제어 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 솔라 모듈 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 현장 제어 장치는:

   상기 주 제어 장치와 VHF 영역을 이용한 통신을 수행하는 통신부;

   상기 통신부를 통해 수신된 태양의 위치에 따라 상기 집광부가 태양을 향하도록 구동부를 제어하고, 현장 제어 장치의 동작 상태를 통신부를 통해 외부로 전송시키는 제어부;

   고유의 식별 정보와 상기 통신부를 통해 수신된 태양의 위치 정보를 저장하는 저장부;

   상기 제어부의 제어에 따라 집광부가 태양을 향하도록 구동시키는 구동부; 및

   상기 솔라 모듈에서 생산된 전원의 일부를 각 구성 요소로 공급하는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 솔라 모듈 제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는:

   집광부에 의해 집광되는 빛의 양이 적은 경우에 상기 구동부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는, 솔라 모듈 제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 주 제어 장치는:

   사용자의 명령을 입력하는 입력부;

   주 제어 장치의 동작 상태를 표시하는 표시부;

   GPS 위성으로부터 데이타를 수신하여 현재 위치를 검출하는 GPS 수신부;

   태양광에 의한 광량을 검출하는 조도 수집부;

   상기 GPS 수신부에 의해 검출된 현재 위치와 조도 수집부에 의해 검출된 태양광의 광량을 기반으로 태양의 위치를 계산하는 제어부;

   상기 제어부에서 계산된 주 제어 장치의 현재 위치, 태양의 위치, 계산 시간 및 현장 제어 장치의 식별 정보를 저장하는 저장부; 및

   상기 현장 제어 장치로 태양의 위치 정보를 VHF 영역을 이용한 통신으로 전송하고, 현장 제어 장치의 동작 상태를 수신하는 제2통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 솔라 모듈 제어 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 주 제어 장치와 무선 통신을 수행하여 주 제어 장치와 현장 제어 장치의 상태를 확인하는 원격 제어 장치;를 추가로 포함하고,

   상기 주 제어 장치는 상기 원격 제어 장치와 무선 통신을 수행하는 제1통신부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 솔라 모듈 제어 시스템.

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