KR20090119395A - 태양광 추적장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기울기센서 및 방위각센서를 이용하여 자동으로 태양광 전지판의 자세제어를 도모할 수 있도록 태양광 발전에 필요한 태양광 추적장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전의 효율을 위하여 태양광 전지판을 태양과 수직으로 일치되도록 조정해주는 태양광 추적장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 중앙제어장치(100)에는 환경감시장치 (200), 다수 개의 단위태양광 추적장치(300), 지역관리단말기(400) 및, 이더넷 (600)을 통한 원격관리단말기(500)가 네트워크되도록 구성되어; 상기 단위태양광 추적장치(300)에는 실제 태양광발전을 위한 각 단위제어장치(LCU)의 태양광 전지판장치(700)가 다수개 설치되고, 상기 태양광 전지판장치(700)에서 일출 30분 전에 태양광 전지판이 동쪽을 향하도록 제어한 다음 일몰 30분 후까지 태양의 이동 위치에 따라 태양광 전지판이 이동하도록 제어하며, 일몰 30분 후부터 일출 30분 전까지는 태양광 전지판이 수평 각도를 유지하도록 제어한 것을 그 특징으로 한다.
기울기센서, 방위각센서, 태양광 전지판, 태양광발전, 태양광 추적장치

Description

태양광 추적장치{SOLAR TRACKER using Inclinometer and Digital Compass}
본 발명은 기울기센서 및 방위각센서를 이용하여 자동으로 태양광 전지판의 자세제어를 도모할 수 있도록 태양광발전에 필요한 태양광추적장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전의 효율을 위하여 태양광 전지판을 태양과 수직으로 일치되도록 조정해주는 태양광 추적장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전을 위한 다수개의 태양광 전지판이 사용되고 있는 바, 태양광 발전장치는 이러한 태양광 전지판을 설치 구동하는 방식에 따라 고정식 및 추적식으로 나누어진다. 상기 고정식은 태양광 전지판이 고정되어 방위각 및 고도를 변경할 수 없으며, 추적식은 태양광 전지판의 방위각 및 고도를 스스로 태양의 위치에 따라 변경할 수 있다.
상기 고정식 태양광 발전장치는 대부분 남쪽을 향하도록 태양광 전지판을 설치하며, 이렇게 설치 후 태양광 전지판의 방향 및 기울기 등이 변하지 않는다. 이러한 고정식 태양광 발전장치는 초기에 설치 비용이 적게 소요되며 운용 유지보수 비용이 작아진다는 장점이 있으나, 태양의 위치에 무관하게 항상 지정된 방향으로만 태양광 전지판이 향하도록 되어 있어 태양광 발전의 효율을 높이지 못하는 단점 이 있었다.
이러한 단점을 보완하기 위하여 태양광 전지판의 방향을 태양의 위치에 따라 변경할 수 있는 추적식 태양광 발전장치가 개발되어 많이 사용되어지고 있다. 이러한 추적식 태양광 발전장치를 간단히 태양광 추적장치로 표시한다.
상기태양광 전지판의 방위각 및 고도 정보 획득 방법에 있어서는, 종래의 태양광 추적장치는 태양광추적장치의 구동모터에 장착되어있는 부가 장치로부터 모터의 회전수를 획득하고, 이를 계수하여 태양광 전지판의 방위각 및 고도를 결정할 수 있다. 이러한 방법으로 획득된 태양광 전지판의 방위각 및 고도는 실제의 태양광 전지판의 방위각과 고도와 불일치하는 경우가 발생되고 있으며, 대부분의 종래 태양광 추적장치는 이러한 불일치 여부를 인식하지 못하여 태양광 발전의 효율을 떨어뜨리는 결과를 초래한다.
한편, 태양의 위치 결정 방법에 있어서는, 종래의 태양광 추적장치는 수년간의 태양의 위치 정보를 메모리에 저장한 후 이를 이용하여 태양의 위치를 알아내는 방법을 사용한다. 그러나, 이러한 방법은 설치 위치가 변경되거나, 설치후 장시간이 경과되는 경우에는 새로운 태양 위치정보로 교체하여야 하며, 수년간의 태양 위치정보를 저장하기 위해서는 대용량의 메모리가 필요하다.
또한, 다수의 태양광 추적장치는 광센서를 이용하여 태양의 위치를 추적하는 방식을 사용하고 있으나, 이러한 방식은 흐린날이나 안개, 비 눈 등의 영향으로 제 기능을 못하게 된다는 경우가 종종 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 태양광 전지판에 기울기 센서 및 방위각 센서를 부착하여 실제 태양광 전지판의 방위각 및 고도를 실시간으로 인식할 수 있도록 하여 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 태양광 추적장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 단위제어장치 내부에 내장형 시계를 구비하여 마이크로프로세서가 스스로 해당 시각의 태양 위치정보를 연산을 통하여 획득하도록 하고, 상기 위치 정보는 수시로 변하는 것이 아니므로 초기 설치시 사용자가 지정할 수 있으며 수시로 관리단말기를 통하여 내장형 시계의 오차를 보정할 수 있으며, 또한 이 방식을 이용하며 기후 변화에 상관없이 태양의 위치를 정확히 알 수 있고 대용량의 메모리도 불필요한 태양광 추적장치를 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중앙제어장치(100)에는 환경감시장치 (200), 다수 개의 단위태양광 추적장치(300), 지역관리단말기(400) 및, 이더넷 (600)을 통한 원격관리단말기(500)가 네트워크되도록 구성되어; 상기 단위태양광 추적장치(300)에는 실제 태양광발전을 위한 각 단위제어장치(LCU)의 태양광 전지판장치(700)가 다수개 설치되고, 상기 태양광 전지판장치(700)에서 일출 30분 전에 태양광 전지판이 동쪽을 향하도록 제어한 다음 일몰 30분후까지 태양의 이동 위치에 따라 태양광 전지판이 이동하도록 제어하며, 일몰 30분후부터 일출 30분전까지 는 태양광 전지판이 수평 각도를 유지하도록 제어한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구체적인 특징은, 단위태양광 추적장치의 태양광 전지판장치는, 수직 및 수평 구동모터(2, 3)에 의해 구동되는 상부의 태양광 전지판(1)가 설치되고, 수직 구동모터(2)를 이용하여 태양광 전지판(1)의 고도를 조절하게 움직이는 수직회전판(11)이 설치되며, 수평 구동모터(3)에 의해 상기 태양광 전지판(1)을 받치고 있고 방위각을 조절하는 수평회전판(10)이 설치되고; 상기 수직회전판(11)의 일측에는 기울기센서(4)와 더불어 고고도 표시봉(13)과 저고도 표시봉(14)이 설치되고, 상기 수평 회전판(10)에는 방위각센서(5)와 더불어 동쪽 표시봉(15)과 서쪽 표시봉(16) 설치되며; 저고도 근접센서(6)와 고고도 근접센서(7)가, 서쪽 근접센서(8)와 동쪽 근접센서(9)가 각각 설치되는 한편, 상기 수평 회전판(10)하부로 단위제어장치(12)가 설치된 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 태양광 전지판장치의 태양광 전지판에 기울기 센서 및 방위각 센서를 부착하여 실제 태양광 전지판의 방위각 및 고도를 실시간으로 인식할 수 있도록 하여 태양광발전의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 태양광 추적장치를 설명하기 위한 전체 구성도로서, 본 발명은 태양광 발전의 효율을 높이기 위한 태양광 추적장치인 바, 본 발명은 중앙제어장치(100)를 중심으로 환경감시장치(200), 다수 개의 단위태양광 추적장치 (300), 지역관리단말기(400) 및, 이더넷(600)을 통한 원격관리단말기 (500)로 네트워크되도록 구성되고 있다.
상기 단위태양광 추적장치(300)에는 실제 태양광발전을 위한 각 단위제어장치(LCU)의 태양광 전지판장치(700)가 설치되고 있으며, 대부분의 구성품들의 주요 기능은 태양광 전지판장치(700)내 태양광 전지판의 방향이 태양과 일치하도록 하여 발전 효율을 극대화하도록 함에 있다.
사용자는 지역관리단말기(400) 및 원격관리단말기(500)를 통하여 본 발명의 태양광 추적장치의 상태를 감시하며, 상기 태양광 추적장치의 각종 정보를 관리하며, 비상시 태양광 추적장치의 기능을 정지 변경하는 역할을 수행한다.
상기 중앙제어장치(100)는 환경감시장치(200)로부터 기상정보를 수집하여 관리단말기(400 또는 500)로 송신하는 기능을 수행하게 되며, 기상정보를 분석하여 강풍 또는 강설 여부를 판단하게 되며, 강풍 또는 강설시에는 다수 태양광 전지판장치(700)의 안전을 위하여 단위태양광 추적장치(300)의 자세를 강제로 변경하는 기능을 수행하게 된다.
또한, 중앙제어장치(100)는 주기적으로 단위태양광 추적장치(300)의 상태를 감시하여 그 결과를 관리단말기(400 또는 500)로 통보하여 사용자가 인식할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
본 발명의 관리단말기(400 또는 500)는 총 5개의 중앙제어장치(100)를 연결할 수 있으며, 하나의 중앙제어장치(100)는 총 100개의 단위태양광 추적장치(300) 를 연결할 수 있다. 이에 따라 관리단말기(400 또는 500)는 총 500개의 단위태양광 추적장치(300)를 네트워킹 연결하여 관리할 수 있다.
도 2 는 도 1 에 도시된 태양광 전지판장치를 도시해 놓은 상세 도면으로, 도 1 에 도시한 단위태양광 추적장치의 태양광 전지판장치는 상부의 태양광 전지판 (1)가 설치되고 있는 바, 수직 구동모터(2)를 이용하여 태양광 전지판(1)을 일정한 각도로 움직이도록 수직회전판(11)을 구동시키고, 상기 태양광 전지판(1)을 받치고 있는 수평회전판(10)을 수평 구동모터(3)가 구동시키고 있다.
상기 수직회전판(11)의 일측에 기울기센서(4)와 더불어 고고도 표시봉(13)과 저고도 표시봉(14)이 설치되고, 상기 수평 회전판(10)에는 방위각센서(5)와 더불어 동쪽 표시봉(15)과 서쪽 표시봉(16) 설치된다. 그리고, 저고도 근접센서 (6)와 고고도 근접센서(7)가, 서쪽 근접센서(8)와 동쪽 근접센서(9)가 각각 설치되는 한편, 상기 수평 회전판(10)하부로 단위제어장치(12 : 도 1 에서는 LCU)가 설치되어 있다.
상기 태양광 전지판(1)의 구동으로 실제 태양발전을 위하여 수직 및 수평 구동모터(2, 3)를 사용하게 되는 바, 상기 수직 구동모터(2)는 수직회전판(11)으로 태양광 전지판(1)의 고도를 조절하기 위해 사용되며, 상기 수평 구동모터(3)는 수평회전판(10)으로 태양광 전지판(11)의 방위각를 조절하기 위해 사용된다. 이때, 상기 수직회전판(11)의 기울기 센서(4)는 태양광 전지판(1)의 기울기를 측정하여 단위제어장치(12)내의 마이크로프로세서에 전달하며, 상기 수평회전판(10)의 방위각 센서(5)는 태양광 전지판(1)의 방위각을 측정하여 상기 마이크로프로세서에 전 달하고 있다.
상기 저고도 근접센서(6)는 태양광 전지판(1)의 저고도 상태에 있음을, 고고도 근접센서(7)는 태양광 전지판(1)이 고고도 상태에 있음을, 서쪽 근접센서(8)는 태양광전지판(1)이 서쪽 끝으로 와 있음을, 동쪽 근접센서(9)는 태양광 전지판(1)이 동쪽 끝으로 와 있음을 각기 상기 단위제어장치(12)내의 마이크로프로세서에 전달하는 기능을 수행한다.
상기 태양광 전지판(1)밑의 수평 회전판(10)은 수평 구동모터(3)에 의하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하며, 수직 회전판(11)은 수직 구동모터(2)에 의하여 해당 각도로 위쪽 또는 아래쪽으로 회전한다,
상기 단위제어장치(12)에는 마이크로프로세서, 각종 센서 정합부 및 모터 구동부 등으로 구성되며, 단위태양광 추적장치의 작동을 제어하는 기능을 수행한다. 또한, 수직회전판(11)에서의 고고도 표시봉(13)과 저고도 표시봉(14), 수평회전판 (10)에서의 동쪽 표시봉(15)과 서쪽 표시봉(16)은 해당 근접센서(6 - 8)의 동작을 지원한다.
도 3 은 본 발명의 태양광 추적장치를 설명하기 위한 단위제어장치의 구성도로서, 상기 단위제어장치는 마이크로프로세서(20)를 중심으로 센서입력부(21), 중앙제어장치(CCU) 정합부(22), 메모리(23), 내장형 시계(RTC : 24), 온도센서(25), 모터 구동부(26), 팬(FAN) 구동부(27), 히터(HEATER) 구동부(28), 태양전지 모듈 (MODULE) 전압 검출부(29)가 연결되도록 구성되게 된다.
상기 마이크로프로세서(20)는 도 1 의 중앙제어장치와 상호 연결하기 위한 중앙제어장치 정합부(22)를 통하여 자신이 설치된 위치정보 및 시각 정보를 수신한 후 연산 작업 후 해당 위치, 해당 시각에서의 태양의 방위각 및 고도를 산출한다.
마이크로프로세서(20)는 도 2 에 도시된 바와 같이 연산으로 얻어진 태양의 방위각과 수평회전판(10)의 방위각 센서(5)를 통하여 입수한 현재 태양광 전지판 (1)의 방위각을 비교한 후 일치하지 않는 경우 수평 구동모터(3)를 제어하여 방위각이 일치하도록 한다. 또한, 마이크로프로세서(20)는 연산으로 얻어진 태양의 고도와 수직회전판(11)의 기울기센서(4)로부터 입수한 태양광 전지판(1)의 고도를 비교한 후 일치하지 않는 경우 수직 구동모터(2)를 제어하여 고도가 일치하도록 한다.
상기 마이크로프로세서(20)는 온도센서(25)를 통하여 단위제어장치(LCU) 내부의 온도를 검출하고 있는 바, 이 결과에 따라 고온 상태에서는 팬구동부(27)를 통해 팬을 구동하여 온도를 내리고, 저온 상태에서는 히터구동부(28)를 통해 히터를 구동하여 온도를 올려 해당 단위제어장치(LCU)가 극한 환경에서도 정상동작 하도록 한다.
또한, 마이크로프로세서(20)는 태양전지 모듈 전압 검출부(29)로부터 전압을 검출하여 저전압시‘태양전지 이상 정보’를 중앙처리장치를 통하여 관리단말기 (400 또는 500)로 송신하여 사용자가 인식할 수 있도록 한다. 센서입력부(21)를 통해 4개의 근접센서(6 - 9)로부터 신호가 수신되며 모터 구동을 종료하여 태양광 전지판(1)이 파손되지않도록 하며, 상기 기울기 센서(4) 및 방위각 센서(5)의 정상 동작여부를 확인한다.
본 발명의 태양광 추적장치 동작을 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명한다. 정상 운용시의 동작은 단위태양광 추적장치(300)에서는 주기적으로 태양의 방위각과 고도를 계산하여 각 태양광 전지판장치(700)의 태양광 전지판(1)이 태양에 수직이 되도록 하는 기능을 수행한다.
또한 중앙제어장치(100)는 주기적으로 환경감시장치(200)를 통하여 기상 정보를 수집한 후 이를 관리단말기(400 또는 500)로 통보하며, 주기적으로 단위 태양추적장치(300)내의 각 태양광 전지판장치(700)상태를 수집하여 관리단말기(400 또는 500)로 통보하는 기능을 수행한다. 상기 태양광 전지판장치(700)에서 일출 30분 전에 태양광 전지판(1)이 동쪽을 향하도록 제어한 후, 일몰 30분 후 까지 태양의 이동 위치에 따라 태양광 전지판(1)이 이동하도록 제어하며, 일몰 30분 후부터 일출 30분 전 까지는 태양광 전지판(1)이 수평 각도를 유지하도록 제어한다.
태양의 위치는 상기 태양광 전지판장치(700)내 단위제어장치(LCU : 12)의 마이크로프로세서(20)에 의하여 계산되며, 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도는 단위태양추적장치(300)내에 있는 각 태양광 전지판장치(700)의 방위각센서(5) 및 기울기 센서(4)로부터 획득이 가능하다. 상기 마이크로프로세서(20)는 시간에 따라 계산된 태양의 위치와 태양광 전지판(1)의 방향이 일치하는지 확인한 후, 일치하지 않는 경우 수평 구동모터(3) 또는 수직 구동모터(2)를 구동하여 방향이 일치하도록 제어한다.
강풍시의 동작에는, 중앙제어장치(100)는 주기적으로 환경감시장치(200)로 부터 풍속 정보를 수신하여 지역 관리단말기(400) 및 이더넷(600)을 통하여 원격 관리단말기(500)로 송신하고, 풍속이 지정된 속도이상인 경우에는 강풍모드 동작 상태로 진입한다. 강풍모드 동작 상태가 되면 중앙제어장치(100)는 단위태양광 추적장치(300)내 각 태양광 전지판장치(700)의 단위제어장치(12 : LCU)로 강풍 모드 정보를 송신한다.
상기 강풍모드 정보를 수신한 단위제어장치(12)는 수평 구동모터(3) 및 수직 구동모터(2)를 제어하여 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도를 강풍시의 자세가 유지되도록 하여 강풍시 태양광 전지판(1)의 파손을 방지한다. 강풍 모드 판단을 위한 풍속은 사용자에 의하여 가변이 가능하며, 강풍 모드시 각 태양광 전지판장치 (700)의 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도는 단위제어장치(12)의 프로그램에 의하여 가변 가능하다.
한편, 강설시의 동작은 중앙제어장치(100)는 주기적으로 환경감시장치(200)로부터 적설량 정보를 수신하여 지역 관리단말기(400) 및 이더넷(600)을 통하여 원격 관리단말기(500)로 송신하고, 적설량이 지정된 양 이상인 경우에는 강설 모드 동작상태로 진입한다.
강설 모드 동작상태가 되면 중앙제어장치(100)는 단위태양광 추적장치(300)내 각 태양광 전지판장치(700)의 단위제어장치(12 : LCU)로 강설 모드 정보를 송신한다. 강설 모드정보를 수신한 단위제어장치(12)는 수평 구동모터(3) 및 수직 구동모터(2)를 제어하여 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도를 강설 시의 자세가 유지되도록 하여 강설시의 태양광 전지판(1)의 파손을 방지한다.
강설 모드 판단을 위한 적설량은 사용자에 의하여 가변이 가능하며, 강설 모 드시 각 태양광 전지판장치(700)내 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도는 단위제어장치(12)의 프로그램에 의하여 가변 가능하다.
수동 운용시의 동작에는 사용자는 필요시 지역 관리단말기(400) 또는 원격 관리단말기(500)를 이용하여 태양광 추적장치의 상태를 감시할 수 있으며, 태양광 추적장치를 제어하여 원하는 동작을 수행시킬 수 있다. 사용자는 현재 시각 및 현재 위치 정보를 수정할 수 있으며, 강설모드 진입 기준 적설량, 강풍 모드 진입 풍속 등을 현지 사정에 맞도록 변경할 수 있다. 사용자에 의하여 변경된 정보는 관리단말기(400 또는 500)가 중앙제어장치(100)로 통보하며, 이 중앙제어장치(100)는 이를 단위태양광 추적장치(300)의 각 태양광 전지판장치(700)로 전달한다.
또한, 사용자는 필요시 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도를 일정하게 유지하도록 하는 명령을 수행시킬 수 있다. 사용자에 의하여 지정된 방위각 및 고도 정보는 중앙제어장치(100)를 통하여 각 단위 태양광 추적장치(300)로 전달되며, 이를 수신한 단위 태양광 추적장치(300)는 태양광 전지판장치(700)내 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도를 조정한 후 지정된 상태로 유지되게 한다.
각종 상태의 감시기능은 사용자가 관리단말기(400 또는 500)를 통하여 현재의 풍속, 적설량을 확인할 수 있으며, 단위태양광 추적장치(300)의 동작 상태를 감시할 수 있다. 관리단말기(400 또는 500)는 주기적으로 또는 사용자가 요구시 중앙제어장치(100)를 통하여 환경감시장치(200)로부터 수신한 기상정보를 화면에 표시하며, 또한 단위태양광 추적장치(300)의 태양광 전지판(1)의 방위각, 고도 및 정상 동작 여부등을 수집하여 화면에 표시한다.
방위각 및 고도 제어방법에 있어, 도 4 는 단위태양광 추적장치(300)가 시간의 변화에 따라 태양광 전지판장치(700)의 태양광 전지판(1)을 태양의 위치와 수직되도록 제어하는 절차를 개략적으로 도시한 것이다.
즉, 태양광 전지판장치(700)에서 방위각 및 고도제어를 시작한다(절차 30). 절차 31과 절차 32에서 지정된 시간(t1)이 되면 단위제어장치(12)내의 마이크로프로세서(20)는 해당 시간대의 태양의 방위각(a1) 및 고도(h1)를 계산하여 메모리 (23)에 저장한다.
이어 절차 33에서 마이크로프로세서(20)는 수평회전판(5)의 방위각센서(5)로부터 현재의 태양광 전지판(1)의 방위각(a2)를 수신한다. 절차 34에서 마이크로프로세서(20)은 태양의 방위각(a1)과 태양광 전지판(1)의 방위각(a2)를 비교한다.
절차 35 는 방위각 편차가 지정된 범위(delta A)를 벗어난 경우 수평구동모터(3)를 일정 시간(aT) 동안 계산된 방향으로 구동한다. 상기 수평구동모터(3)를 구동한 후 마이크로프로세서(20)는 다시 절차 33과 절차 34를 수행한다. 상기 절차 34에서 방위각 편차가 지정 범위(delta A)내에 들어오는 경우 절차 36을 수행한다.
상기 절차 36은 수직회전판(11)의 기울기센서(4)로부터 태양광 전지판(1)의 기울기(h2)를 수신하여, 절차 37은 태양의 고도(h1)과 태양광 전지판(1)의 기울기 (h2)가 일치하는지 확인한다.
절차 38과 절차 37에서 고도와 기울기가 지정된 범위(delta H)를 벗어나는 경우, 마이크로프로세서(20)는 계산된 방향으로 지정된 시간(hT) 동안 수직 구동모터(2)를 구동한다. 상기 수직 구동모터(2)를 구동한 후 마이크로 프로세서(20)는 절차 36과 절차 37을 수행한다.
상기 절차 37에서 고도와 기울기가 지정 범위(delta H)내에 들어오는 경우 방위각 및 고도 제어 절차를 종료하고(절차 39), 다음 지정 시간이 될 때까지 기다린다. 상기 방위각 편차(delta A), 고도 편차(delta H), 수평 모터 구동 시간(aT) 및 수직 모터 구동 시간(hT)는 단위제어장치(12)의 프로그램에 의하여 가변 가능하다
한편, 해당 근접센서를 이용하여 태양광 전지판의 오 동작 방지 절차 및 방법은, 도 2 에서와 같이 단위추적장치에는 4 개의 표시봉(13 - 16)과 4개의 근접센서(6 - 9)가 있다.
즉, 수직회전판(11)의 고고도 표시봉(13)과 저고도 표시봉(14), 저고도 근접센서(6)와 고고도 근접센서(7)는 태양광 전지판(1)이 수직 이동시 안전을 위하여 더 이상 이동을 하지 못하도록 마이크로프로세서(20)에 수직위치를 통보하는 기능을 수행한다. 수평회전판 (10)의 서쪽 표시봉(16)과 동쪽 표시봉(15), 서쪽 근접센서(8)와 동쪽 근접센서(9)는 태양광 전지판(1)이 수평 이동시 안전을 위하여 더 이상 이동을 하지 못하도록 수평위치를 마이크로프로세서(20)로 통보하는 역할을 수행한다.
각 표시봉이 해당 근접센서에 일정 거리 이내로 접근하면 센서로부터 신호가 출력되며, 마이크로프로세서(20)는 이를 인식하여 필요한 동작을 수행한다. 상기 일정거리는 사용하는 센서의 종류에 따라 임의로 선정 가능하다.
도 4 에 도시된 절차 33 내지 절차 35에 따라 수평 구동모터(3)를 구동하여 방위각을 조정중, 서쪽 근접센서(8) 또는 동쪽 근접 센서(9)로부터 신호가 수신되면 마이크로프로세서(20)는 방위각 조정 절차를 종료하고, 다음 조정 시간을 기다린다.
또한, 절차 36 내지 절차 38에 따라 수직 구동모터(2)를 구동하여 고도를 조정중, 저고도 근접센서(6) 또는 고고도 근접센서(7)로부터 신호가 수신되면 마이크로프로세서 (20)는 고도 조정절차를 종료하고 다음 조정 시간을 기다린다.
이러한 기능을 통하여 단위태양광 추적장치는 태양광 전지판장치내 태양광 전지판(1)이 수직 또는 수평으로 과도하게 구동되어 중력 또는 바람의 영향으로부터 태양광 전지판(1)이 파손되는 것을 방지하는 역할을 수행하며, 기울기 센서(4) 및 방위각 센서(5)의 정상 동작여부를 확인할 수 있다.
한편, 팬 및 히터를 이용하여 고온 및 저온시 단위제어장치의 동작을 보장하기 위한 방법으로는, 도 3 에서와 같이 단위제어장치에는 온도센서(25), 팬구동부 (27), 히터 구동부(28)를 내장하고 있다. 마이크로프로세서(20)는 온도센서(25)로부터 온도 정보를 주기적으로 수집하여 고온(High Temp)시에는 팬 구동부(27)를 통하여 팬을 구동시킬 수 있으며, 저온(Low Temp) 시에는 히터구동부(28)를 통하여 히터를 구동시킬 수 있다. 이러한 기능을 이용하여 고온 또는 저온시 단위제어장치의 내부의 온도를 조절하도록 하여 단위제어장치가 정상 동작하도록 한다.
태양광 전지판(1)의 출력을 감시하여 태양광 전지판(1)의 동작을 확인하기 위한 방법으로는, 도 3에서와 같이 단위제어장치에는 태양전지 모듈 전압 검출부 (29)를 내장하고 있다. 마이크로프로세서(20)는 태양전지 모듈 전압 검출부(29)로 부터 전압 정보를 주기적으로 수집하여 저전압(Low V)시에는 태양전지판 경보를 중앙제어장치(100)를 통하여 관리단말기(400 또는 500)로 전달하여 사용자가 인식할 수 있도록 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 태양의 위치가 단위제어장치의 마이크로프로세서(20)에 의하여 계산되며, 태양광 전지판(1)의 방위각 및 고도는 단위태양광 추적장치(300)내의 방위각센서(5) 및 기울기 센서(4)로부터 획득이 가능하다. 마이크로프로세서(20)는 시간에 따라 계산된 태양의 위치와 태양광 전지판(1)의 방향이 일치하는지 확인한 후 일치하지 않는 경우 수평 구동모터(3) 또는 수직 구동모터 (2)를 구동하여 방향이 일치하도록 제어하는 태양광 추적장치인 것이다.
또한, 본 발명은 각종 센서들을 이용하여 태양광 전지판의 자세 및 위치를 자동으로 검출하여 자세 제어를 스스로 하며 센서의 동작 상태를 확인할 수 있는 태양추적장치이고, 강풍 또는 강설시 자동으로 태양광 전지판의 자세를 변경하여 태양광 추적장치의 파손을 방지하는 기능을 가지는 태양광 추적장치인 것이다.
본 발명의 태양광 추적장치에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 태양광 추적장치를 설명하기 위한 전체 구성도,
도 2 는 도 1 에 도시된 태양광 전지판장치를 도시해 놓은 상세 도면,
도 3 은 본 발명의 태양광 추적장치를 설명하기 위한 단위제어장치의 구성도,
도 4 는 본 발명은 태양광 추적장치를 설명하기 위한 작동흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 태양광 전지판 2 : 수직 구동 모터
3 : 수평 구동 모터 4 : 기울기 센서
5 : 방위각 센서 6 : 저고도 근접센서
7 : 고고도 근접센서 8 : 서쪽 근접센서
9 : 동쪽 근접 센서 10 : 수평 회전판
11 : 수직 회전판 12 : 단위제어장치
13 : 고고도 표시봉 14 : 저고도 표시봉
15 : 동쪽 표시봉 16 : 서쪽 표시봉
20 : 마이크로프로세서 21 : 센서 입력부
22 : 중앙제어장치 정합부 23 : 메모리
24 : 내장형 시계(RTC) 25 : 온도센서
26 : 모터 구동부 27 : 팬구동부
28 : 히터 구동부 29 : 태양전지모듈전압검출부
100 : 중앙제어장치 200 : 환경감시장치
300 : 단위태양광 추적장치 400 : 지역관리단말기
500 : 원격관리단말기 600 : 이더넷

Claims (7)

  1. 중앙제어장치(100)에는 환경감시장치 (200), 다수 개의 단위태양광 추적장치 (300), 지역관리단말기(400) 및, 이더넷 (600)을 통한 원격관리단말기 (500)가 네트워크되도록 구성되어;
    상기 단위태양광 추적장치(300)에는 실제 태양광발전을 위한 각 단위제어장치(LCU)의 태양광 전지판장치(700)가 다수개 설치되고, 상기 태양광 전지판장치 (700)에서 일출 30분 전에 태양광 전지판이 동쪽을 향하도록 제어한 다음 일몰 30분 후까지 태양의 이동 위치에 따라 태양광 전지판이 이동하도록 제어하며, 일몰 30분 후부터 일출 30분 전까지는 태양광 전지판이 수평 각도를 유지하도록 제어한 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리단말기(400 또는 500)는 5개의 중앙제어장치(100)를 연결하며, 하나의 중앙제어장치(100)는 100개의 단위태양광 추적장치(300)를 연결함에 따라 관리단말기(400 또는 500)는 500개의 단위태양광 추적장치(300)를 네트워킹 연결하여 관리한 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  3. 단위태양광 추적장치의 태양광 전지판장치는, 수직 및 수평 구동모터(2, 3)에 의해 구동되는 상부의 태양광 전지판(1)가 설치되고, 수직 구동모터(2)를 이용하여 태양광 전지판(1)의 고도를 조절하게 움직이는 수직회전판(11)이 설치되며, 수평 구동모터(3)에 의해 상기 태양광 전지판(1)을 받치고 있고 방위각을 조절하는 수평회전판(10)이 설치되고;
    상기 수직회전판(11)의 일측에는 기울기센서(4)와 더불어 고고도 표시봉(13)과 저고도 표시봉(14)이 설치되고, 상기 수평 회전판(10)에는 방위각센서(5)와 더불어 동쪽 표시봉(15)과 서쪽 표시봉(16) 설치되며;
    저고도 근접센서 (6)와 고고도 근접센서(7)가, 서쪽 근접센서(8)와 동쪽 근접센서(9)가 각각 설치되는 한편, 상기 수평 회전판(10)하부로 단위제어장치(12)가 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단위제어장치(12)는 마이크로프로세서(20)를 중심으로 센서입력부(21), 중앙제어장치(CCU) 정합부(22), 메모리(23), 내장형 시계(RTC : 24), 온도센서 (25), 모터 구동부(26), 팬 구동부(27), 히터 구동부(28), 태양전지 모듈전압 검출부(29)가 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(20)는 중앙제어장치와 상호 연결하기 위한 중앙제어장치 정합부(22)를 통하여 자신이 설치된 위치정보 및 시각 정보를 수신한 다음 연산 작업 후 해당 위치, 해당 시각에서의 태양의 방위각 및 고도를 산출한 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(20)는 연산으로 얻어진 태양의 방위각과 수평회전판의 방위각 센서를 통하여 입수한 현재 태양광 전지판의 방위각을 비교한 후 일치하지 않는 경우 수평 구동모터를 제어하여 방위각이 일치하도록 하고, 상기 마이크로프로세서(20)는 연산으로 얻어진 태양의 고도와 수직회전판의 기울기센서로부터 입수한 태양광 전지판의 고도를 비교한 후 일치하지 않는 경우 수직 구동모터를 제어하여 고도가 일치하도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 마이크로프로세서(20)는 센서입력부(21)를 통해 4개의 근접센서로부터 신호가 수신되며 모터 구동을 종료하여 태양광 전지판이 파손되지않도록 하며, 상기 기울기 센서 및 방위각 센서의 정상 동작여부를 확인한 것을 특징으로 하는 태 양광 추적장치.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012074161A1 (ko) * 2010-12-03 2012-06-07 Lee Choong Dong 태양광 추적식 독립 조명등 제어 장치 및 방법
KR101220723B1 (ko) * 2010-07-01 2013-01-18 박재성 방위각센서를 이용한 ｂｉｐｖ시스템
KR101373069B1 (ko) * 2012-11-29 2014-03-12 주식회사 한국에너지 태양광 모듈 효율 향상 시스템
KR101438927B1 (ko) * 2012-11-29 2014-09-16 주식회사 한국에너지 태양광 모듈 각도조절장치
CN108279712A (zh) * 2018-04-17 2018-07-13 北京理工大学珠海学院 电动推杆式双轴太阳跟踪系统
CN110011607A (zh) * 2019-04-23 2019-07-12 北京理工大学珠海学院 推杆式自动跟踪阳光装置及其使用方法
CN113507259A (zh) * 2021-07-21 2021-10-15 西北农林科技大学 一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置
CN113885589A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 西安理工大学 一种基于机器视觉的光伏支架组跟踪控制装置及控制方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101125589B1 (ko) 2010-02-18 2012-03-20 기승철 발전기능을 갖는 물탱크
KR101266269B1 (ko) * 2011-06-17 2013-05-22 주식회사 삼광산전 태양광 트래커
KR101658478B1 (ko) 2014-11-12 2016-09-21 주식회사 에이스텍 솔라셀의 구동모터를 제어하기 위한 시스템
KR102289578B1 (ko) 2019-09-26 2021-08-13 정재호 태양광수집장치
KR102101672B1 (ko) 2019-11-07 2020-04-17 정재호 태양광 수집장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346326A (ja) * 1992-06-15 1993-12-27 Masaaki Kaneko 間欠式太陽光自動追従反射装置
JPH11258042A (ja) 1998-03-09 1999-09-24 Akuson Data Machine Kk 太陽発電パネルの方向検出ユニットと、それを使用する太陽発電パネル
JP4032875B2 (ja) * 2001-10-04 2008-01-16 株式会社デンソー エジェクタサイクル
KR200329018Y1 (ko) * 2003-07-05 2003-10-04 (주)에스티아이 태양광 추적이 가능한 광집속 태양전지
KR100799771B1 (ko) * 2007-06-21 2008-02-01 주식회사 도시환경이엔지 태양광 발전장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220723B1 (ko) * 2010-07-01 2013-01-18 박재성 방위각센서를 이용한 ｂｉｐｖ시스템
WO2012074161A1 (ko) * 2010-12-03 2012-06-07 Lee Choong Dong 태양광 추적식 독립 조명등 제어 장치 및 방법
KR101373069B1 (ko) * 2012-11-29 2014-03-12 주식회사 한국에너지 태양광 모듈 효율 향상 시스템
KR101438927B1 (ko) * 2012-11-29 2014-09-16 주식회사 한국에너지 태양광 모듈 각도조절장치
CN108279712A (zh) * 2018-04-17 2018-07-13 北京理工大学珠海学院 电动推杆式双轴太阳跟踪系统
CN108279712B (zh) * 2018-04-17 2024-02-27 北京理工大学珠海学院 电动推杆式双轴太阳跟踪系统
CN110011607A (zh) * 2019-04-23 2019-07-12 北京理工大学珠海学院 推杆式自动跟踪阳光装置及其使用方法
CN113507259A (zh) * 2021-07-21 2021-10-15 西北农林科技大学 一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置
CN113507259B (zh) * 2021-07-21 2023-10-27 西北农林科技大学 一种利用水箱水位调节光伏板倾角的追日装置
CN113885589A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 西安理工大学 一种基于机器视觉的光伏支架组跟踪控制装置及控制方法

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