KR20090058624A - 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지판의 상부에 쌓인 먼지, 눈, 빗물 등을 제거함으로써, 태양광 발전장치의 발전량을 최대한으로 유지하기 위한 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법에 관한 것으로서, 태양전지판의 상부면을 세척하는 세척장치에 있어서, 상기 태양전지판의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부; 상기 세정액을 상기 세척수단으로 공급하는 세정액 공급수단 및; 상기 태양전지판의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부를 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 관리자의 확인없이 태양전지판의 상부면이 적설, 강우 또는 먼지 등에 의해 오염된 경우에는 이를 각각 판단하여 자동으로 태양전지판의 상부면을 세척하고, 외기 온도가 높은 경우에는 세정액을 분사하여 태양전지판의 온도를 낮춰줌으로써, 태양전지판의 발전효율이 최대가 되도록 한다.

태양전지판, 세척, 세정액, 모터, 솔레노이드 밸브, 온도센서, 광량센서

Description

태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법{Washing apparatus of solar cell and control method for the same}

본 발명은 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광 발전장치의 전지판 상부에 쌓인 먼지, 눈, 빗물 등을 제거하고, 태양전지판의 온도가 높은 경우에 냉각시킴으로써, 태양광 발전장치의 발전량을 최대한으로 유지하기 위한 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법에 관한 것이다.

최근에는 화석연료의 사용에 따른 이산화탄소 발생에 의한 지구의 온난화나 원자력발전소의 핵폐기물에 대한 처리곤란 등 지구의 환경에 대한 문제가 크게 대두되어 자연의 청정에너지를 활용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

이러한 자연 에너지의 이용은 태양광 발전, 조력발전, 풍력발전 등 지구의 환경을 해치지 않고 사용할 수 있는 에너지원을 이용하는 방법들이다.

여기서 태양전지를 이용한 태양광 발전은 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술로서 광전변환소자가 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전방식이다.

태양광 발전은 광전변환소자를 포함하는 태양전지로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환 인버터로 구성된다.

이러한 태양광 발전 시스템은 태양전지 모듈을 계절에 따른 일조량의 변화나 아침부터 저녁까지 태양의 이동에 따른 추적을 위해 태양 추적장치를 설치하는 등 발전효율을 높이기 위해 여러 장치들을 개발하여 사용하고 있는 실정이다.

이러한 태양의 일조량이나 태양의 이동에 따른 추적에 의한 발전효율의 문제외에 태양광 발전 시스템의 외부에서 햇빛을 차단하거나 햇빛의 양을 감소시키는 문제로서 태양전지판의 표면에 쌓이는 먼지나 이물질, 눈, 빗물 등은 태양광 발전 시스템의 전력생산 효율을 저감시키는 문제를 일으킨다.

이러한 태양광 발전 시스템의 표면을 닦아주는 세척장치에 관한 기술이 대한민국 공개특허공보 2007-0015693호에 개시되어 있다.

즉, 상기 특허공개 공보에 있어서는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 이동식 주택(115)의 상부에 태양전지판(110)이 설치되어 있고, 태양전지판(110)의 표면을 깨끗하게 닦아주는 세척수단(120)이 구비되어 있다. 세척수단(120)은 펌프(113), 태양전지 틀(111)의 한쪽에 가설되는 파이프(121), 파이프(121)에 등 간격으로 배열되는 다수개의 노즐(122) 및 파이프(121)와 펌프(113)를 연결하는 연결호스(124)로 구성된다. 펌프(113)는 콘트롤러(112)에서 제어되는 것으로 콘트롤러(112)에 구비된 동작버튼을 누르면 펌프(113)가 작동되고 세척수가 파이프(121)로 공급되어 각 노즐(122)을 통해 태양전지판(110) 표면으로 고압 살수되면서 전지판(110) 표면에 묻은 이물질 및 먼지를 제거하여 태양전지판(110)의 발전효율을 높이기 위한 기술이다.

그러나, 상기 공보에 개시된 기술에 있어서는 태양전지판에 먼지가 쌓여 있는 경우 단순히 물을 살수하여 이물질이나 먼지를 제거하고 있지만 이물질이나 먼지가 잘 세척되었는지 여부에 관계없이 살수는 종료되므로 제대로 세척되지 않는 경우가 발생할 뿐만 아니라, 이물질이나 먼지가 쌓였는지를 관리자가 일일이 확인하고 동작버튼을 눌러 살수하여야 하는 불편이 있다.

또한, 태양전지판의 표면에 눈이 쌓였을 경우나 빗물이 묻어있는 경우에 대한 대책은 전혀 마련되어 있지 않다.

또한, 태양전지판은 외기의 온도가 25℃를 표준으로 해서 1℃ 상승하는 경우에 발전효율이 0.5% 저하된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 관리자의 확인없이 태양광 발전 시스템의 발전효율이 떨어지면 외기의 온도에 의한 것인지, 태양전지판 상부의 오염이나 적설, 강우에 의한 것인지를 판단하여 자동으로 태양전지판의 상부면을 세척하기 위한 태양광 발전 시스템의 세척장치 및 그 세척방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 태양전지판 상부의 오염이 심각하여도 깨끗이 세척할 수 있는 태양광 발전 시스템의 세척장치 및 그 세척방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 태양전지판 상부를 세척한 후에 그 세척이 깨끗하게 되지 않은 경우에는 세척장치가 지속적으로 가동되어 태양전지판 상부를 깨 끗이 세척할 수 있는 태양광 발전 시스템의 세척장치 및 그 세척방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 태양광전지판의 출력전압을 기준값과 비교하여 태양전지판 상부의 오염이나 적설, 강우를 감지하는 센서가 이상 동작하는 경우에는 태양전지판을 세척하지 않는 태양광 발전 시스템의 세척장치 및 그 세척방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 태양전지판의 온도가 일정온도 이상으로 올라가는 경우에는 자동으로 세척장치를 가동시켜 태양전지판의 온도를 낮춰줌으로써, 최대한의 발전효율을 갖도록 하는 태양광 발전 시스템의 세척장치 및 그 세척방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치는 태양전지판의 상부면을 세척하는 세척장치에 있어서, 상기 태양전지판의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부; 상기 세정액을 상기 세척수단으로 공급하는 세정액 공급수단 및; 상기 태양전지판의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부를 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치에 있어서, 상기 세척부 이동수단은 상기 세척부의 양단에 롤러가 부착되고, 상기 태양전지판의 한 변 및 마주하는 변 이외의 변들에 상기 롤러가 주행하는 가이드 레일이 설치되며, 상기 세척부를 주행시키는 구동원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치에 있어서, 상기 세척부는 상기 세정액을 분사하는 분사구가 다수개 형성되고, 그 하부에는 상기 태양전지판의 상부면과 접촉하는 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치에 있어서, 상기 세척장치는 상기 태양전지판의 발전효율에 관련한 상기 태양전지판의 상태를 감지하는 상태 감지부; 상기 발전효율에 관련한 기준값을 저장하는 메모리부; 상기 상태 감지부로부터 입력되는 값과 상기 메모리부에 저장된 기준값을 비교하는 상태 판단부 및; 상기 세정액 공급수단과 상기 세척부 이동수단을 제어하는 제어부를 더 포함하고; 상기 제어부는 상기 상태판단부에서 발전효율이 기준값 미만으로 판단하면 상기 세정액 공급수단이 상기 세정액을 공급하고, 상기 세척부 이동수단을 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치에 있어서, 상기 메모리부에는 발전효율에 관련한 기준값으로서 상기 태양전지판의 정격 출력값, 상기 태양전지판의 온도에 대한 기준값, 상기 태양전지판의 상부면이 눈, 비 또는 먼지에 의해 오염되었는지 여부에 대한 각각의 기준값(태양전지판의 정격전압값 또는 인버터의 정격출력전압값)을 저장하고, 상기 상태판단부는 상기 상태 감지부로부터 입력되는 각각의 입력값과 상기 메모리부에 저장된 각각의 기준값을 비교하여 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지판의 세척 방법은 태양전지판의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부; 상기 세정액을 상기 세척수단으로 공급하는 세정액 공급수단 및; 상기 태양전지판의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부를 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단; 을 포함하는 상기 태양전지판의 세척 방법에 있어서, 상기 태양전지판의 온도가 기준값을 초과하는지를 판단하는 온도비교단계; 상기 온도가 기준값 이하이면 상기 태양전지판의 상부면이 눈, 비 또는 먼지에 의해 오염되었는지 판단하는 오염판별단계; 상기 온도비교단계에서 상기 태양전지판의 온도가 기준값을 초과하거나, 상기 오염판별단계에서 상기 태양전지판의 상부면이 오염된 것으로 판단된 경우에는 상기 세정액 공급수단이 상기 세척부에 세정액을 공급하면서 상기 세척부 이동수단을 이동시키는 세척단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척 방법은 상기 태양전지판의 발전이 정격전압 이상인지를 판단하는 발전출력효율 감지단계를 더 포함하고, 상기 발전출력효율 감지단계에서 상기 발전이 정격출력 미만이면 상기 온도감지단계로 진행하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척 방법은 상기 세척부 이동수단은 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척 방법은 상기 세척부 이동수단이 상기 마주하는 변까지 진행한 후에 상기 오염판별단계로 진행하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법은 관리자의 확인없이 자동으로 외기 온도가 높은 경우에는 세정액을 분사하여 태양전지판을 냉각시켜줌으로써, 태양전지판의 발전효율이 최대가 되도록 하는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법은 태양전지판의 상부면이 적설, 강우 또는 먼지 등에 의해 오염된 경우에는 이를 각각 판단하여 자동으로 태양전지판의 상부면을 세척함으로써, 태양전지판의 발전효율이 최대가 되도록 하는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법은 태양전지판 상부면의 오염이 심각하여도 깨끗이 세척할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법은 태양전지판 상부를 세척한 후에 그 세척이 깨끗하게 되지 않은 경우에는 세척장치가 지속적으로 가동되어 태양전지판 상부를 깨끗이 세척할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치 및 그 세척방법은 태양전지판 상부의 적설, 강우 또는 먼지 등에 의한 오염을 감지하는 센서가 이상 동작하는 경우에는 태양전지판을 세척하지 않는 효과도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 태양전지판 세척장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 태양전지판 세척장치의 개념을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치에서 세척부에 대한 상세 도면이다.

도 2에 있어서, 도면부호 10은 태양전지판이고, 태양전지판(10)은 S1…S12로 구획되는 다수개의 블록 또는 하나의 블록으로 이루어져 있다.

태양전지판(10)의 상부의 변과 하부의 변에는 이후에 설명되는 세척부(30)에 장착된 로울러(16)를 안내하는 가이드레일(12)이 설치되어 있다. 또한 태양전지판(10)의 우측 변에는 양쪽이 풀리(22)(23)로서 고정된 회전축(26)이 설치되어 있고, 태양전지판(10)의 좌측 변에도 양쪽이 풀리(24)(25)로서 고정된 회전축(27)이 설치되어 있다.

이 회전축(26)(27)은 도시되지 않은 축받이에 의해 고정되며, 우측 변의 회전축(26)의 한 쪽 단부는 도시되지 않은 감속기어를 거쳐 마이크로 모터(21) 등과 연결되어 있다. 또한, 우측 변의 회전축(26)의 양단에 고정된 풀리(22)(23)와 좌측 변의 회전축(27)의 양단에 고정된 풀리(24)(25)에는 각각 벨트들(28)이 끼워져 있다.

그리고 세척부(30)의 양단은 상부의 벨트(28)와 하부의 벨트(28)에 체결수단(29)에 의해 고정되어 있고, 세척부(30)의 양단을 고정한 체결수단들(29)과 근접한 위치의 세척부(30) 하부에는 로울러(14)(16)가 각각 부착되어 있어 마이크로 모터(21) 등으로부터 발생되는 구동력에 의해 상·하부의 벨트(28)가 이동하게 되고, 벨트(28)에 고정된 세척부(30)는 로울러(14)(16)가 가이드 레일들(12)을 따라 굴러 태양전지판(10)의 좌변에서 우변으로 또는 마이크로 모터(21)가 반대방향으로 회전하게 되면 태양전지판(10)의 우변에서 좌변으로 이동하게 된다.

또, 태양전지판(10)의 좌·우변에는 세척부(30)의 이동을 정지시키기 위한 리미트 스위치 또는 근접 스위치(78)(77)가 설치되어 있으며, 세척부(30)가 태양전지판(10)의 좌변이나 우변의 끝까지 이동하게 되면 이 스위치(78)(77)가 스위칭되어 마이크로 모터(21)를 정지시킨다.

이와 같이 설치된 세척부(30)에는 물 공급원 또는 세정액 공급원(40)[이하에서는 "물" 또는 "세정액"을 "세정액"이라 한다]으로부터 공급되는 세정액이 솔레노이드 밸브(42)의 동작에 의해 고무호스(44)를 통하여 세척부(30)에 공급된다. 여기서 세정액은 세척부(30)가 태양전지판(10)을 세척하기 위해 마이크로 모터(21)가 구동되는 동안 솔레노이드 밸브(42)의 작동에 의해 공급된다.

세척부(30)가 태양전지판(10)의 표면에 접촉하여 이동됨으로써, 태양전지판(10)의 상부면에 쌓인 눈, 비, 먼지 등을 세척하게 된다.

그리고 이후에 설명될 태양전지판(10)의 온도를 감지하는 온도센서(73)와 태양전지판(10)에 비춰지는 광량을 감지하는 광량센서(75)가 태양전지판(10)의 주변에 설치되어 있다.

이하에서는 세척부(30)의 구조를 도 3에 따라서 설명한다.

도 3에 있어서, 32는 중공부를 가지며 하부에는 세정액을 분사할 수 있는 다수개의 분사공(34)을 갖는 금속제 강관이다. 금속제 강관(32)의 하부에는 브러쉬(36)를 고정하는 홈 형태의 브러쉬 고정부(38)가 마련되어 있고, 이 브러쉬 고정부(38)의 홈에는 브러쉬(36)를 끼우거나 뺄 수 있기 때문에 브러쉬(36)가 마모된 경우에는 새로운 브러쉬(36)로 교체할 수 있다.

그리고 분사공(34)들은 브러쉬 고정부(38)의 양쪽에 뚫려 있으므로 세척부(30)가 태양전지판(10)의 우변에서 좌변으로 또는 좌변에서 우변으로 이동하면서 세척을 하여도 태양전지판(10)의 상부면을 깨끗이 세척할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 태양전지판을 자동으로 세척하기 위한 회로에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 태양전지판을 자동으로 세척하기 위한 블록도이다.

도 4에 있어서, 60은 태양전지판(10)의 정격출력 전압, 온도 및 오염의 종류에 따른 상태의 기준값을 저장하는 메모리부이고, 61은 태양전지판(10)의 정격출력에 대한 기준값을 저장하는 제1의 기록영역이고, 62는 태양전지판(10)의 발전효율이 크게 저하되는 기준온도의 값을 저장하는 제2의 기록영역이고, 63은 태양전지판(10)에 눈이 쌓였을 때의 광량의 기준값을 저장하는 제3의 기록영역이고, 64는 태양전지판(10)에 빗물이 묻었을 때의 광량의 기준값을 저장하는 제4의 기록영역이며, 65는 태양전지판(10)에 먼지가 쌓였을 때의 광량의 기준값을 저장하는 제5의 기록영역이다.

또한, 제5의 기록영역 다음에는 태양전지판(10)의 전지셀의 출력전압, 온도센서(73)로부터 감지된 온도 및 광량센서(75)로부터 감지된 광량을 디지털 값으로 변환한 데이터를 저장하는 기록영역이다.

이 메모리부(60)는 ROM, RAM, PROM 등과 같은 하나의 반도체메모리로 구성되어도 좋고, 제1의 기록영역(61) 내지 제5의 기록영역(65)은 ROM 또는 PROM과 같은 리드 전용 메모리를 사용하고, 제5의 기록영역(65) 다음의 기록영역은 RAM, SRAM과 같이 필요시마다 갱신이 용이한 랜덤 메모리를 사용해도 좋다.

또, 도 4에 있어서, 50은 마이크로프로세서 유닛으로서, 제어부(51) 및 태양전지판(10)의 상태를 판단하는 상태 판단부(52)를 구비한다.

상태 판단부(52)는 제어부(51)를 통해 메모리부(60)내의 제1의 기록영역(61)에 저장된 태양전지판(10)의 정격출력에 대한 기준값과 현재 태양전지판(10)의 전지셀에서 출력되는 전압을 비교하고, 제2의 기록영역(62)에 저장된 태양전지판(10)의 온도에 대한 기준값과 온도센서(73)로부터 입력되는 태양전지판(10)의 현재 온도에 대한 값을 비교한다. 그리고 제3의 기록영역(63)에 저장된 태양전지판(10)에 눈이 쌓였을 때의 광량 기준값, 제4의 기록영역(64)에 저장된 태양전지판(10)에 빗물이 묻었을 때의 광량 기준값 및 제5의 기록영역(65)에 저장된 태양전지판(10)에 먼지가 쌓였을 때의 광량 각각의 기준값과 태양전지판(10)의 상황변화에 따라 광량센서(75)로부터 변환되는 광량에 대한 값을 각각 비교한다.

상태 판단부(52)는 상기와 같이 비교하여 판단된 결과를 제어부(51)로 출력한다.

또, 도 4에 있어서, 71은 태양전지판(10)의 블록(S1 … S12)을 이루는 전지셀로부터 출력되는 전압의 입력단으로서, 이 전압값은 A/D변환부(72)에서 디지털 값으로 변환되어 제어부(51)로 출력하고, 태양전지판(10)의 주변에 설치된 온도센서(73)와 광량센서(75)에서 출력되는 온도와 광량은 역시 A/D변환부(74)(76)에서 디지털 값으로 각각 변환되어 제어부(51)로 출력한다. 제어부(51)는 전지셀 전압 입력단(71), 온도센서(73) 및 광량센서(75)로부터 입력되는 각각의 디지털 값을 제6 내지 제8의 기록영역에 임시로 저장하고, 이 값들을 이하에서 설명하는 도 5의 흐름도에 따라 필요로 하는 시점에 독출하여 상태 판단부(52)에서 판단할 수 있도록 한다.

또, 도 4에 있어서, 리미트 스위치(77)(78)는 상술한 바와 같이 태양전지판(10)의 좌·우변에 설치되어 세척부(30)의 이동에 대한 한계를 제어부(51)로 출력한다.

또, 도 4에 있어서, 20은 구동장치로서 마이크로 모터(21)와 솔레노이드 밸브(42)를 포함한다. 물론 제어부(51)와 구동장치(20)의 마이크로 모터(21)나 솔레노이드 밸브(42)사이에는 도시되지 않은 인터페이스를 포함한다.

도 5는 도 2 및 도 4에 도시된 태양전지판 세척장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

태양전지판(10)의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부(30), 상기 세정액을 상기 세척부(30)로 공급하는 세정액 공급수단(40)(42)(44) 및 상기 태양전지판(10)의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부(30)에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부(30)를 상기 태양전지판(10)의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단을 포함하는 태양전지판의 세척 방법에 있어서, 전지셀(S1 … S12)의 정격 출력전압(A), 태양전지판(10)의 적정 출력에 대한 기준 온도값(B), 태양전지판(10)에 눈이 쌓였을 때의 광량 기준값(C), 태양전지판(10)에 빗물이 묻었을 때의 광량 기준값(D) 및 태양전지판(10)에 먼지가 쌓였을 때의 광량 기준값(E)을 메모리부(60)의 제1 내지 제5의 기록영역(61)∼(65)에 각각 저장한다(스텝 S10).

다음에 상태 판단부(52)는 제1의 기록영역(61)에 저장된 전지셀(S1 … S12)에서 정상적으로 출력하여야 하는 정격 출력전압의 기준값(A)과 전지셀 전압, 전압입력단(71)으로부터 입력된 전압이 A/D변환부(72)를 통해 디지털 값으로 변환되어 제6의 기록영역에 저장된 값을 제어부(51)로부터 받아 태양전지판(10)의 발전이 정상적인지 아닌지를 판단하여 정상이 아닌 경우에는 다음 스텝으로 진행하고 정상인 경우에는 계속적으로 상기의 판단을 수행한다(스텝 S20).

스텝 S20에서 정상이 아닌 경우에는 상태 판단부(52)는 제2의 기록영역(62)에 저장된 태양전지판(10)의 온도에 대한 기준값(B)과 온도센서(73)로부터 입력되는 태양전지판(10)의 현재 온도가 A/D변환부(74)를 통해 디지털 값으로 변환되어 제7의 기록영역에 저장된 값을 제어부(51)로부터 받아 태양전지판(10)의 온도가 기준값보다 높은지 아닌지를 판단하여 기준값보다 높은 경우에는 구동장치(20)를 가동시키도록 제어부(51)로 신호를 출력하고, 기준값이하인 경우에는 다음 스텝으로 진행한다(스텝 S30).

상태 판단부(52)는 스텝 S30에서 기준값이하인 경우에는 제3의 기록영역(63)에 저장된 태양전지판(10)에 눈이 쌓였을 때의 광량의 기준값(C)과 광량센서(74)로부터 입력되는 태양전지판(10)에 입사되는 광량이 A/D변환부(76)를 통해 디지털 값으로 변환되어 제8의 기록영역에 저장된 값을 제어부(51)로부터 받아 태양전지판(10)에 입사되는 광량이 기준값(C)보다 큰지 아닌지를 판단하여 기준값이하인 경 우에는 구동장치(20)를 가동시키도록 제어부(51)로 신호를 출력하고, 기준값보다 큰 경우에는 다음 스텝으로 진행한다(스텝 S40).

상태 판단부(52)는 스텝 S40에서 기준값보다 큰 경우에는 제4의 기록영역(64)에 저장된 태양전지판(10)에 빗물이 묻었을 때의 광량의 기준값(D)과 광량센서(74)로부터 입력되는 태양전지판(10)에 입사되는 광량이 A/D변환부(76)를 통해 디지털 값으로 변환되어 제8의 기록영역에 저장된 값을 제어부(51)로부터 받아 태양전지판(10)에 입사되는 광량이 기준값(D)보다 큰지 아닌지를 판단하여 기준값이하인 경우에는 구동장치(20)를 가동시키도록 제어부(51)로 신호를 출력하고, 기준값보다 큰 경우에는 다음 스텝으로 진행한다(스텝 S50).

또, 상태 판단부(52)는 스텝 S50에서 기준값보다 큰 경우에는 제5의 기록영역(65)에 저장된 태양전지판(10)에 먼지가 쌓였을 때의 광량의 기준값(E)과 광량센서(74)로부터 입력되는 태양전지판(10)에 입사되는 광량이 A/D변환부(76)를 통해 디지털 값으로 변환되어 제8의 기록영역에 저장된 값을 제어부(51)로부터 받아 태양전지판(10)에 입사되는 광량이 기준값(E)보다 큰지 아닌지를 판단하여 기준값이하인 경우에는 구동장치(20)를 가동시키도록 제어부(51)로 신호를 출력하고, 기준값보다 큰 경우에는 스텝 S30으로 진행한다(스텝 S60).

제어부(51)는 스텝 S30∼S60에서 상태 판단부(52)로부터 마이크로 모터(21) 및 솔레노이드 밸브(42)를 포함하는 구동장치를 가동하라는 신호에 의해 구동장치에 신호를 보내면 구동장치는 솔레노이드 밸브(42)를 열어 세정액을 공급하고, 마이크로 모터(21)를 구동시켜 세척부(30)를 태양전지판(10)의 좌변에서 우변으로 또 는 우변에서 좌변으로 이동시킴으로써, 태양전지판(10)의 상부면을 세척하도록 한다(스텝 S70).

스텝 S70에서 세척부(30)가 태양전지판(10)의 좌변에서 우변으로 또는 우변에서 좌변으로 이동이 진행되다가 태양전지판(10)의 좌변 또는 우변에 설치된 리미트 스위치 또는 근접 스위치(78)에 접촉 또는 근접되는 경우에는 스위치(78)는 제어부(51)로 신호를 보냄으로써 제어부(51)에서 구동장치의 가동을 정지하라는 명령의 신호를 구동장치(20)에 보냄으로써, 구동장치(20)는 솔레노이드 밸브(42)를 잠그고, 마이크로 모터(41)의 구동을 정지시키며, 다음의 세척을 위해 마이크로 모터(21)의 회전이 역회전될 수 있도록 마이크로 모터(21)에 공급되는 전원의 극성을 반대로 변경하고 스텝 S30으로 진행한다(스텝 S80). 여기서 마이크로 모터(21)에 공급되는 전원의 극성을 세척후에 변경하는 것으로 설명하였지만, 세척 시작단계 즉 구동장치를 가동하는 시점에 변경하도록 하여 스텝 S70이 진행되어도 된다.

이와 같이 스텝 S30으로의 진행은 눈, 비, 먼지 등의 오염이 완전히 제거되지 않으면 계속하여 태양전지판(10)을 세척하는 과정을 반복하도록 함으로써, 태양전지판(10)을 완전하게 세척할 수 있다.

또한, 스텝 S20에서 태양전지판(10)의 발전효율을 감지한 후에 이후의 단계로 진행하므로 온도센서(72)나 광량센서(74)의 이상동작시에 태양전지판(10)을 세척하지 않게 된다.

이상, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 실시예에 있어서는 세척부(30)가 태양전지판(10)의 좌변에서 우변 으로 또는 우변에서 좌변으로 이동하면서 태양전지판(10)의 상부면을 세척하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 세척부(30)가 태양전지판(10)의 상변에서 하변으로 또는 하변에서 상변으로 이동하면서 태양전지판(10)의 상부면을 세척할 수도 있다.

또한, 태양전지들에서 출력하는 전압이 정상이 아닌 경우에 세척부(30)가 세척하는 스텝 S20을 갖고 있지만, 이 스텝 S20을 생략하여도 되고, 태양전지판(10)의 온도가 일정온도 이상인 경우에 구동장치를 가동하는 스텝 S30을 갖고 있지만 역시 이 스텝을 생략할 수도 있다.

또, 태양전지판(10)에 쌓인 눈, 비, 먼지를 구분하여 세척부(30)가 세척하는 과정으로 설명하였지만, 눈, 비, 먼지를 포괄하는 하나의 광량 기준값에 의해 오염여부를 판단하도록 구성할 수도 있으며, 눈, 비, 먼지를 광량센서를 통하여 감지하였지만 이를 생략하고 전지셀에서 발생되는 출력전압에 의해 그 전압 기준값보다 낮은 경우에는 태양전지판(10)에 눈, 비, 먼지가 쌓인 것으로 간주하여 판단하도록 구성할 수도 있다.

도 1은 종래의 태양전지판의 세척장치를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치 개념을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치에서 세척부에 대한 상세 도면,

도 4는 본 발명에 따른 태양전지판을 자동으로 세척하기 위한 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 태양전지판의 세척장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도,

*도면의 주요부분에 따른 부호의 설명*

10 : 태양전지판 20 : 구동장치

21 : 모터 22, 23, 24, 25 : 풀리

26, 27 : 회전축 28 : 벨트

30 : 세척부 40 : 물 공급원

50 : 마이크로프로세서 유닛 60 : 메모리부

Claims (9)

1. 태양전지판의 상부면을 세척하는 세척장치에 있어서,

   상기 태양전지판의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부;

   상기 세정액을 상기 세척수단으로 공급하는 세정액 공급수단 및;

   상기 태양전지판의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부를 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 세척장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 세척부 이동수단은 상기 세척부의 양단에 롤러가 부착되고, 상기 태양전지판의 한 변 및 마주하는 변 이외의 변들에 상기 롤러가 주행하는 가이드 레일이 설치되며, 상기 세척부를 주행시키는 구동원을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 세척장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 세척부는 상기 세정액을 분사하는 분사구가 다수개 형성되고, 그 하부에는 상기 태양전지판의 상부면과 접촉하는 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 세척장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 세척장치는

   상기 태양전지판의 발전효율에 관련한 상기 태양전지판의 상태를 감지하는 상태 감지부;

   상기 발전효율에 관련한 기준값을 저장하는 메모리부;

   상기 상태 감지부로부터 입력되는 값과 상기 메모리부에 저장된 기준값을 비교하는 상태 판단부 및;

   상기 세정액 공급수단과 상기 세척부 이동수단을 제어하는 제어부를 더 포함하고;

   상기 제어부는 상기 상태판단부에서 발전효율이 기준값 미만으로 판단하면 상기 세정액 공급수단이 상기 세정액을 공급하고, 상기 세척부 이동수단을 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 세척장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 메모리부에는 발전효율에 관련한 기준값으로서 상기 태양전지판의 정격 출력값, 상기 태양전지판의 온도에 대한 기준값, 상기 태양전지판의 상부면이 눈, 비 또는 먼지에 의해 오염되었는지 여부에 대한 각각의 기준값을 저장하고,

   상기 상태판단부는 상기 상태 감지부로부터 입력되는 각각의 입력값과 상기 메모리부에 저장된 각각의 기준값을 비교하여 판단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템의 세척장치.
6. 태양전지판의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부;

   상기 세정액을 상기 세척부로 공급하는 세정액 공급수단 및;

   상기 태양전지판의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부를 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단;

   을 포함하는 상기 태양전지판의 세척 방법에 있어서,

   상기 태양전지판의 온도가 기준값을 초과하는지를 판단하는 온도비교단계;

   상기 온도가 기준값 이하이면 상기 태양전지판의 상부면이 눈, 비 또는 먼지에 의해 오염되었는지 판단하는 오염판별단계;

   상기 온도비교단계에서 상기 태양전지판의 온도가 기준값을 초과하거나, 상기 오염판별단계에서 상기 태양전지판의 상부면이 오염된 것으로 판단된 경우에는 상기 세정액 공급수단이 상기 세척부에 세정액을 공급하면서 상기 세척부 이동수단을 이동시키는 세척단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 세척 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 태양전지판의 발전이 정격전압 이상인지를 판단하는 발전출력효율 감지 단계를 더 포함하고, 상기 발전출력효율 감지단계에서 상기 발전이 정격출력 미만이면 상기 온도감지단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 세척 방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 세척부 이동수단은 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 세척 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 세척부 이동수단이 상기 마주하는 변까지 진행한 후에 상기 오염판별단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 세척 방법.

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