KR20090125512A - 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양에너지를 전기에너지로의 변환하는 솔라셀이 설치된 솔라셀블록을 태양의 방위 및 고도 변화에 따라 이동시켜 태양에너지를 전기에너지로의 변환효율을 최대화시킬 수 있도록 한 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에 관한 것으로써,
그 구성은, 해당지면에 고정 설치되는 지주(100) 상에 솔라셀이 설치된 솔라셀블록(110)을 태양의 고도 및 방위의 변화에 따라 이동될 수 있도록 한 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에 있어서,
상기 지주(100)의 상단에 회전부재(102)를 매개로 360ㅀ 측면 방향으로 회전 가능하게 설치된 회전체(101)와, 상기 지주의 상부에 상향하는 기울기를 갖으며 상하 회동가능하게 설치된 내주 면에 렉크(121)가 형성된 가이드 링(120)과, 상기 지주에 설치되어 가이드 링의 상하각도를 조절하도록 선단이 상기 가이드 링의 후단과 연결 설치된 가이드 링 각도조절수단(130)과, 상기 솔라셀블록(110)의 이면 중앙 폭 방향에 설치된 지지대(111)의 중앙에 상기 회전체로부터 상하 회동되게 설치된 연결구(112)와, 상기 지지대의 하부에 상기 렉크가 형성된 부분의 가이드 링과 결합되어 그 가이드 링을 따라 이동하는 가이더(140)와, 상기 가이드 링의 하부에 레일(153)이 형성되고, 그 레일에는 레일을 따라 이동하는 이동체(152)가 결합되며 상기 이동체의 일 측에는 상기 렉크와 결합되는 피니언(151)이 설치된 정역모터(150)와, 태양의 유무 및 태양 방위와 고도 변화를 감지하는 태양 위치 추적센 서(S)가 마련되고 상기 센서의 측정값에 따라 가이드 링 각도조절수단 및 정역모터(150)의 작동을 컨트롤하는 제어부(160)로 이루어진다.
태양에너지, 전기에너지, 태양광추적, 솔라셀블록, 솔라셀

Description

솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치{Sun place chase equipment of solar cell block}
본 발명은 태양에너지를 전기에너지로의 변환하는 솔라셀이 설치된 솔라셀블록을 태양의 방위 및 고도 변화에 따라 이동시켜 태양에너지를 전기에너지로의 변환효율을 최대화시킬 수 있도록 한 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에 관한 것이다.
지구의 온난화로 인해 지구 표면의 평균온도가 상승하고 있고 그에 따라 지상 생명체(동식물) 및 수중 생명체(어패류. 식물)의 생태계가 변화하거나 해수면이 올라가서 해안선이 달라지는 등 대기 기온의 상승에 따라 많은 문제가 발생하고 있으며 이는 환경 재앙의 원인으로 지적되고 있는바, 이러한 온난화의 원인은 온실가스의 증가에 있다고 보는 견해가 지배적이다.
즉, 산업 발달에 따라 석유와 석탄 같은 화석연료를 사용하므로 대기 중에 이산화탄소의 농도가 높아지면서 온실효과의 영향이 커졌다고 본다.
따라서 지구 온난화 규제 및 방지의 국제협약인 기후변화협약의 구체적 이행 방안으로 교토의정서가 발효되었으며 이 의정서에 의해서 여러 나라의 온실가스 감축 목표치를 규정하기에 까지 이르렀다. 이처럼 지구 온난화 및 그에 따른 환경 재앙을 방지하기 위해서는 화석 연료 사용을 가능한 제한하고 이를 대체할 대체 에너지를 개발하고 실용화하는 것이 시급하다.
화석 연료의 대안으로서 태양 에너지를 이용하는 기술이 근년에 들어서 각광을 받고 있다. 태양 에너지는 소위 무공해 에너지로서 지구 온실 효과와는 무관한 양질의 에너지라 할 수 있다.
한편, 태양으로부터 지구 표면에 도달하는 에너지의 량은 1초 동안에 9.2× 1022kcal이고, 지구표면에서 태양광선에 수직으로 놓은 1cm2의 넓이에 1분 동안에 들어오는 태양복사에너지는 약 2cal에 가깝다. 따라서 태양 에너지는 거의 무한대로 활용 가능한 에너지라 할 수 있다.
지구의 자전으로 인해서 지구의 특정 위치에 태양광이 입사하는 각도가 계속해서 변동하게 되는데, 태양광을 최대한 효율적으로 활용하기 위해서는 집광기(솔라셀)에 태양광이 항상 수직에 가깝도록 하여 입사되게 하여야 한다. 즉, 태양광을 받아들이는 집광기에 대해서 태양이 수평 및 수직 방향으로 위치를 계속해서 변동하면서 태양광을 조사하게 되는데, 그럼에도 불구하고 집광기는 태양광에 대해서 항상 수직으로 향하도록 하는 것이 필요하다.
태양광 위치추적 장치는 태양의 고도나 방위를 측정하거나 시간에 맞추어 미 리 프로그램 된 방법에 따라 태양열 집열장치나 태양광 발전장치의 태양에너지수집패널이 태양을 추적하도록 하기 위한 장치이다.
여기서 태양에너지수집패널(솔라셀블록)은 태양광으로부터 열에너지를 얻는 태양광 집열패널이나 태양광으로부터 전기에너지를 얻는 태양광 발전패널 등과 같이 태양광을 흡수하기 위한 판형상의 패널을 모두 포함하는 개념이다.
일반적으로 태양광 추적은 연직 방향의 스윙축선을 중심으로 태양에너지수집패널 등을 선회시켜 태양의 방위를 추적하는 태양광 추적 장치의 스윙(swing) 작동과 수평 방향의 요잉축선을 중심으로 태양에너지수집패널을 회동시켜 태양의 고도를 추적하는 태양광 추적 장치의 요잉(yawing) 작동에 의해 이루어진다.
상기와 같은 태양광 추적 장치에 의해 태양을 추적하도록 회전되는 태양에너지수집패널은 대용량의 전력 생산을 위해서 그 면적이 넓어지게 되며, 그에 따라 상기 태양에너지수집패널은 중량이 커지게 된다.
따라서 비교적 중량이 큰 태양에너지수집패널을 스윙 및 요잉 구동시키기 위해서는 큰 토크가 필요해 유압실린더나 대용량의 모터가 이용된다.
그런데 태양광 추적 장치는 실외에 설치되는데, 온도에 따라 민감하게 변하는 유압유의 작동성은 동절기와 하절기에 크게 달라진다. 따라서 유압실린더에 의한 구동의 제어는 매우 어려워진다.
한편, 모터를 이용하여 스윙 및 요잉 구동을 시키는 경우에도 여전히 문제를 갖는다. 태양광 추적 장치에서는 태양의 이동에 따라 소정시간 간격으로 구동모터를 구동시켜 태양에너지수집패널을 불연속적으로 스윙 및 요잉 구동시키는 것이 일 반적이다. 따라서 일반적으로 태양광 추적 장치에서는 구동모터의 기동이 수시로 이루어지게 되고 큰 중량의 태양에너지수집패널의 스윙 및 요잉 구동을 위한 구동모터의 기동시에는 매우 큰 과부하가 반복적으로 걸리게 된다.
상기와 같은 문제는 구동모터의 구동력을 전달하는 동력전달구성의 감속비를 증가시키면 되나 일반적인 동력전달구성인 감속기어 열은 큰 감속비를 얻기 위해서는 그 구조가 복잡해지고 그에 따라 비용이 증가하게 된다.
현재 국내에서는 집광 판이 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.
기존의 방법은 방향제어에 있어 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 최소화되는 작동 장치 설계가 태양광 발전의 실용화를 위해서는 시급히 해결되어야 할 과제이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 태양의 방위 및 고도 변화에 따라 솔라셀이 설치된 솔라셀블록을 상기 변하는 태양의 방위 및 고도 각과 최대한 수직을 유지하며 이동되도록 하여 태양에너지를 전기에너지로의 변환효율을 최대화시킬 수 있도록 한 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치를 제공함과 동시에 태양광 추적장치의 구성을 간단하게 하여 경제성을 유지함은 물론, 솔라셀블록을 작동시키는데 있어서 필요한 에너지소모량을 최소화 하여 태양광 발전의 실용화를 달성할 수 있도록 함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단 구성은, 해당지면에 고정 설치되는 지주(100) 상에 솔라셀이 설치된 솔라셀블록(110)을 태양의 고도 및 방위의 변화에 따라 이동될 수 있도록 한 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에 있어서,
상기 지주(100)의 상단에 회전부재(102)를 매개로 360ㅀ 측면 방향으로 회전 가능하게 설치된 회전체(101); 상기 지주의 상부에 상향하는 기울기를 갖으며 상하 회동가능하게 설치된 내주 면에 렉크(121)가 형성된 가이드 링(120); 상기 지주에 설치되어 가이드 링의 상하각도를 조절하도록 선단이 상기 가이드 링의 후단과 연결 설치된 가이드 링 각도조절수단(130); 상기 솔라셀블록(110)의 이면 중앙 폭 방향에 설치된 지지대(111)의 중앙에 상기 회전체로부터 상하 회동되게 설치된 연결 구(112); 상기 지지대의 하부에 상기 렉크가 형성된 부분의 가이드 링과 결합되어 그 가이드 링을 따라 이동하는 가이더(140); 상기 렉크와 치합되도록 가이더에 피니언(151)이 설치되고 그 피니언은 상기 가이더의 이동에 따라 연동하도록 설치된 정역모터(150); 태양의 유무 및 태양 방위와 고도 변화를 감지하는 태양 위치 추적센서(S)가 마련되고 상기 센서의 측정값에 따라 가이드 링 각도조절수단 및 정역모터(150)의 작동을 컨트롤하는 제어부(160)로 이루어진다.
그리고 상기 회전부재(102)는 지주의 상단 면과 회전체의 하단 면 중앙에 삽입 설치되는 축(103)과, 그 축을 중심으로 지주의 상단 면과 회전체의 하단 면 사이에 안착되는 베어링블록(104)이고, 상기 실린더와 연결 설치되는 가이드 링(120)의 후단은 양측으로 지주를 관통하는 고정 축(123)을 매개로 설치되는 연장부(124)가 형성되고, 상기 각 연장부의 후방 간에는 가이드 링 각도조절수단과 연결 설치되는 연결 바(125)를 설치된 것이다.
또 상기 가이드 링 각도조절수단(130)은 연결 바와 연결 설치되는 실린더(131)이거나, 상기 스크루 축(133)과 그 스크루 축의 일측단과 연결 설치되는 정역모터(132) 및 상기 스크루 축의 타측단 일부를 수용하며 가이드 링의 후단과 연결 설치되는 결합구(134)로 이루어진 것이며, 상기 정역모터(132)는 감속정역모터이다.
또한 상기 가이더(140)는 지지대(111)의 하부에 소정의 길이를 갖는 슬라이딩 바(141)가 설치되고, 그 슬라이딩 바에는 슬라이더(142)가 설치되며 상기 슬라이더(142)에는 360ㅀ 회전되는 유니버셜조인트(143)가 설치되고 상기 유니버셜조인 트(143)에는 핀을 매개로 상하 회동되는 브래킷(144)이 설치되며 상기 브래킷의 내부 안쪽에는 가이드 링의 외주 면과 면 접촉되어 회전하는 아이들 휠(145)이 설치된 것이며, 상기 브래킷(142)의 내부 외측으로는 상기 가이드 링(120)에 형성된 렉크(121)과 치합되는 피니언(151)을 설치되고 그 피니언(151)에는 상기 가이더와 일체로 연동되게 정역모터(150)가 설치된 것이고, 상기 정역모터(150)는 감속정역모터이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치는 지주에 상향하는 기울기를 갖으며 상하 회동가능하게 설치된 가이드 링과, 그 가이드 링의 각도를 조정하는 가이드 링 각도조절수단 및 솔라셀블록의 방향을 이동시키는 정역모터 그리고, 솔라셀블록이 가이드 링을 따라 안전하고 원활하게 이동되게 하는 가이더에 의해서 솔라셀이 설치된 솔라셀블록과 태양과의 수직을 유지하도록 하여 태양에너지를 전기에너지로의 변환효율을 최대화시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 효과를 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치를 도1을 참조하여 설명하면, 먼저 해당지면에 고정 설치되는 지주(100)가 마련되고 그 지주(100)상에 솔 라셀이 설치된 솔라셀블록(110)을 태양의 고도 및 방위 변화에 따라 이동될 수 있도록 설치된다.
이때 상기 지주(100)상단에는 솔라셀블록(110)이 태양의 위도 및 고도 변화에 따라 이동할 때에 원활하게 회전될 수 있도록 회전체(101)가 설치되며 상기 회전체(101)는 회전부재(102)를 매개로 설치된다.
상기 회전부재(102)는 도2에 나타낸 바와 같이 지주(100)의 상단 면과 회전체(101)의 하단 면 중앙에 삽입 설치되는 축(103)과, 그 축을 중심으로 지주(100)의 상단 면과 회전체(101)의 하단 면 사이에 안착되는 베어링블록(104)으로 이루어지며, 상기 축(103)은 지주(100)와 회전체(101)간을 결합함과 동시에 회전체(101)가 자전하는데 매개체 역할을 하며, 베어링블록(104)은 회전체(101)의 자전을 원활하게 하는 역할을 한다.
상기와 같이 지주(100)의 상단에 회전체(101)가 설치되면 그 회전체(101)에는 솔라셀이 설치된 솔라셀블록(110)을 설치하는데, 상기 솔라셀블록(110)의 이면 중앙에는 솔라셀블록(110)의 폭 방향으로 지지대(111)가 설치되고 그 지지대(111)의 중앙에는 상기 회전체(101)로부터 상하 회동되게 설치된 연결구(112)가 설치된다.
상기와 같은 구성을 갖는 상기 솔라셀블록(110)의 이면과 회전체(101)간의 연결설치 방법은 연결구(112)를 회전체(101)의 상부 중앙에 형성된 홈(105)에 끼우고 핀(113)을 이용하여 회전체(101)와 연결구(112)를 관통하며 설치한다.
상기와 같이 회전체(101)와 연결구(112)가 설치되면 솔라셀블록(110)의 상/ 하 회동 즉 태양의 고도 변화에 따른 작동은, 핀(113)을 중심으로 연결구(112)가 회전체(101)의 홈(105)에서 상/하 방향으로 회동되게 이루어지고, 솔라셀블록(110)의 회전 즉 태양의 방위 변화에 따른 작동은, 축(103)을 중심으로 회전되는 회전체(101)의 자전에 의해 이루어진다.
또한 상기 지주(100)의 상부에는 상향하는 기울기를 갖으며 상하 회동가능하게 원형의 가이드 링(120)이 설치되는데 그 가이드 링(120)의 내주 면에는 렉크(121)가 형성된다. 상기 가이드 링(120)을 상하 회동가능하게 설치하는 이유는 솔라셀블록(110)을 태양의 고도 변화에 따라 이동시킬 수 있도록 하기 위함이고, 상기 가이드 링(120)을 원형으로 형성시키는 이유는 태양의 방위 변화에 따라 이동시킬 수 있도록 하기 위함이다.
또 상기 가이드 링(120)을 지주(100)로부터 상하 각도조절 가능하게 하는 구성은 가이드 링(120)의 후단 양측으로 가이드 링(120)과 일체인 각각의 연장부(124)가 형성되고, 그 각 연장부(124)는 지주(100)를 수용하며 상기 지주(100)를 수용하는 연장부(124)는 고정 축(123)이 상기 각 연장부(124)와 지주(100)를 관통하며 설치된다. 따라서 상기 가이드 링(120)은 고정 축(123)을 매개로 상/하 각도 조절되게 되는 것이다.
한편 상기 각 연장부(124)의 후방 사이에는 하기에서 설명되는 가이드 링 각도조절수단(130)의 선단과 연결 설치되는 연결 바(125)를 설치하였다.
상기 가이드 링 각도조절수단(130)은 지주(100)에 그 지주(100)의 길이방향을 따라 설치됨이 바람직하며, 상기 가이드 링 각도조절수단(130)의 작동에 따라 가이드 링(120)이 상/하로 이동하게 되는 것이다.
한편 상기 가이드 링 각도조절수단(130)은 도3a에 나타낸 바와 같이 제1실시예로 실린더(131)를 사용하거나, 도3b에 나타낸 바와 같이 제2실시예로 가이드 링의 후단과 연결 설치되는 스크루 축(133)과 그 스크루 축과 연결 설치되는 정역모터(132)로 구성된다. 상기 정역모터(132)는 감속정역모터를 사용함이 바람직하다.
상기 정역모터(132)가 정 회전을 하게 되면 스크루(133)가 정 회전하면서 가이드 링(120)의 후단을 하방으로 눌러주어 가이드 링(120)의 기울기가 더욱 심해지고, 역으로 정역모터(132)가 역 회전을 하게 되면 스크루(133)가 역 회전하면서 가이드 링(120)의 후단을 상방으로 끌어올려 가이드 링(120)의 기울기를 완만하게 한다.
한편 상기 연결 바(125)에는 스크루(133)를 수용하며 그 수용된 스크루(133)와 치합되도록 내부에 암나사가 형성된 결합구(134)가 설치되어 있어 상기 스크루(133)의 회전 방향에 따라 가이드 링(120)의 각도를 조절한다.
상기 실린더(131)도 로드가 인출되면 가이드 링(120)의 후단을 하방으로 눌러주어 가이드 링(120)의 기울기가 더욱 심해지고, 실린더(131)의 로드가 인입되면 가이드 링(120)의 후단을 상방으로 끌어올려 가이드 링(120)의 기울기를 완만하게 한다.
그리고 상기 가이드 링 각도조절수단(130)인 실린더(131) 또는 정역모터(132)는 지주(100)로부터 분해 결합가능하게 설치한다. 그 이유는 실린더(131) 또는 정역모터(132)의 고장 발생시 교환 및 수리를 용이하게 하기 위해서이다.
또 상기 지지대(111)의 하부에는 상기 렉크(121)가 형성된 부분의 가이드 링(120)과 결합되어 그 가이드 링(120)을 따라 이동하는 가이더(140)가 설치되는데, 상기 가이더(140)의 역할은 솔라셀블록(110)과 가이드 링(120)을 연결하는 연결구 역할과 동시에 솔라셀블록(110)이 태양의 방위 및 고도 변화에 따라 이동할 때에 원할한 이동을 도와주는 것이다.
상기 가이더(140)는 도 1 및 도4에 나타낸 바와 같이 지지대(111)의 하부에 소정의 길이를 갖는 슬라이딩 바(141)가 설치되고, 그 슬라이딩 바에는 슬라이더(142)가 설치되며 상기 슬라이더(142)에는 360ㅀ 회전되는 유니버셜조인트(143)가 설치되고 상기 유니버셜조인트(143)에는 핀을 매개로 상하 회동되는 브래킷(144)이 설치된다.
또한 상기 브래킷(144)의 내부 안쪽에는 가이드 링(120)의 외주 면과 면 접촉되어 회전하는 아이들 휠(145)이 설치되고 상기 브래킷(144)의 내부 외측으로는 상기 가이드 링(120)에 형성된 렉크(121)과 치합되는 피니언(151)을 설치하되 그 피니언(151)은 정역모터(150)와 연결 설치된다.
상기와 같이 설치된 상기 정역모터(150)는 피니언(151)을 회전시키고 그 회전되는 피니언(151)은 가이드 링(120)의 렉크(121)와 치합되어 있기 때문에 정역모터(150)가 작동되면 피니언(151)이 회전되면서 가이드 링(120)을 따라 이동하게 된다.
상기 브래킷(142)을 상하 회동 가능하게 함은 물론, 유니버셜조인트(143)를 슬라이더(142)로부터 을 360ㅀ 회전가능 하게하고 또 슬라이더(142)가 슬라이딩 바(141)를 따라 이동가능하게 하는 이유는 솔라셀블록(110)이 상향하는 기울기를 갖는 원형의 가이드 링(120)을 따라 이동할 때에 태양의 방위 및 고도에 따라 각도 및 방향이 변하게 됨으로 그 변하는 각도 및 방향을 보상하면서 원활하게 이동될 수 있도록 하기 위함이다.
또 상기 지주(100) 또는 솔라셀블록(110)의 일측 중 어느 선택된 곳에는 태양의 유무 및 태양 방위와 고도 변화를 감지하는 태양 위치 추적센서(S)가 설치하는데 상기 태양 위치 추적센서(S)는 이미 제공된 통상의 것으로 태양광의 유무와 태양의 방위각 및 고도각 변화를 감지하여 태양추적을 필요로 하는 장치에 태양광의 유무 및 태양위치의 변화를 전기적 신호 또는 디지털 신호로 송출시킬 수 있는 장치이다.
상기 태양 위치 추적센서(S)에서 측정된 태양광의 유무 및 태양의 방위각과 고도각은 제어부(160)로 보내어지고 상기 값을 받은 제어부(160)는 가이드 링 각도조절수단(130) 및 정역모터(150)로 송출하여 가이드 링 각도조절수단(130) 및 정역모터(150)를 작동시키게 되는 것이다.
단 상기 태양 위치 추적센서(S)에서 태양광을 감지하지 못하면(해가 진후의 밤) 제어부(160)에서는 그 신호를 가이드 링 각도조절수단(130) 및 정역모터(150)로 보내 그들을 작동시켜 솔라셀블록(110)을 원 위치시키며, 또한 제어부(160)에 태양의 일출과 일몰시간을 입력하여 그 시간에 따라 가이드 링 각도조절수단(130) 및 정역모터(150)를 작동시킴으로써 솔라셀블록(110)의 이동을 시작하거나 원 위치시키는 방법도 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치를 도5a 내지 도5c를 참조하여 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 도5a는 태양 위치 추적센서(S)가 태양광을 감지하지 못하여 가이드 링 각도조절수단(130) 및 정역모터(150)가 작동되기 전 즉 초기상태를 나타낸 것으로 이는 태양이 뜨기 전의 아침이며, 도5b는 태양 위치 추적센서(S)가 태양광을 감지하여 가이드 링 각도조절수단(130) 및 정역모터(150)를 작동시킨 정오상태를 나타낸 것이며, 도5c는 태양 위치 추적센서(S)가 태양광의 위치 측정을 마감하는 일몰을 나타낸 것이다.
상기 도5a의 상태에서 태양이 일출하여 태양 위치 추적센서(S)가 태양광을 감지하면 그 신호를 제어부(160)에서 받아 가이드 링 각도조절수단(130)의 실린더(131) 또는 정역모터(132)와 가이드 링(120)에 설치된 정역모터(150)를 작동시키게 되고, 계속하여 태양이 방위 및 고도가 변하면서 이동하게 되면 그를 상기 태양 위치 추적센서(S)가 측정하여 그 측정된 값만큼 가이드 링 각도조절수단(130)의 실린더(131) 또는 정역모터(132)와 가이드 링(120)에 설치된 정역모터(150)를 작동시켜 도5b 및 도5c의 방향으로 솔라셀블록(110)을 이동시킨다.
이때 상기 이동하는 솔라셀블록(110)은 태양과 최대로 수직을 유지하게 되고 그 수직을 유지하게 되는 이유는 태양의 고도 및 방위변화에 따른 상향하는 기울기를 갖도록 설치된 가이드 링(120)에 의해서 이루어진다.
상기 가이드 링(120)의 중앙부는 태양이 최고의 고도를 유지할 때 위치 즉 최고점이고, 상기 가이드 링(120)의 중앙부를 중심으로 양측으로는 서서히 하향하 도록 되어 있는 것은 태양이 일출해서 최고의 고도를 유지할 때와 태양이 최고의 고도를 유지한 상태에서 일몰할 때의 각도를 감안하였기 때문이다.
상기 태양의 고도는 계절에 따라 약간씩 차이가 발생함으로 그를 조정할 수 있는 것은 가이드 링(120)의 기울기 즉 경사각 조정이며, 상기 가이드 링(120)의 기울기를 조정하고자 할 때에는 가이드 링 각도조절수단(130)을 작동시켜 태양과 솔라셀블록(110)을 수직을 유지하도록 조정하면 된다. 또 상기 태양의 방위변화에 따른 솔라셀블록(110)의 위치이동은 가이드 링(120)에 설치된 정역모터(150)의 작동과 함께 이루어진다.
이상과 같은 본 발명은 상향하는 기울기를 갖으며 상하 회동가능하게 설치된 가이드 링(120)과, 그 가이드 링(120)의 각도를 조정하는 가이드 링 각도조절수단(130) 및 솔라셀블록의 방향을 이동시키는 정역모터(150) 그리고, 솔라셀블록이 가이드 링을 따라 안전하고 원활하게 이동되게 하는 가이더(140)에 의해서 솔라셀이 설치된 솔라셀블록과 태양과의 수직을 유지하도록 하여 태양에너지를 전기에너지로의 변환효율을 최대화시킬 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치 사시도,
도2는 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에서 회전체 발췌도,
도3a는 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에서 가이드 링 각도조절수단인 실린더의 발췌도,
도3b는 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에서 가이드 링 각도조절수단인 정역모터의 발췌도,
도4는 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에서 가이더 및 정역모터의 발췌도,
도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치 작용 예를 나타낸 측면도,
도6은 본 발명에 따른 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치 제어블록도.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100 : 지주 101 : 회전체
102 : 회전부재 103 : 축
104 : 베어링블록 105 : 홈
110 : 솔라셀블록 111 : 지지대
112 : 연결구 113 : 핀
120 : 가이드 링 121 : 렉크
123 : 고정 축 124 : 연장부
125 : 연결바 130 : 가이드 링 각도 조절수단
131 : 실린더 132 : 정역모터
133 : 스크루 축 134 : 결합구
140 : 가이더 141 : 슬라이딩 바
142 : 슬라이더 143 : 유니버셜조인트
144 : 브래킷 145 : 아이들 휠
150 : 정역모터 151 : 피니언

Claims (9)

  1. 해당지면에 고정 설치되는 지주(100) 상에 솔라셀이 설치된 솔라셀블록(110)을 태양의 고도 및 방위의 변화에 따라 이동될 수 있도록 한 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치에 있어서,
    상기 지주(100)의 상단에 회전부재(102)를 매개로 360ㅀ 측면 방향으로 회전 가능하게 설치된 회전체(101);
    상기 지주의 상부에 상향하는 기울기를 갖으며 상하 회동가능하게 설치된 내주 면에 렉크(121)가 형성된 가이드 링(120);
    상기 지주에 설치되어 가이드 링의 상하각도를 조절하도록 선단이 상기 가이드 링의 후단과 연결 설치된 가이드 링 각도조절수단(130);
    상기 솔라셀블록(110)의 이면 중앙 폭 방향에 설치된 지지대(111)의 중앙에 상기 회전체로부터 상하 회동되게 설치된 연결구(112);
    상기 지지대의 하부에 상기 렉크가 형성된 부분의 가이드 링과 결합되어 그 가이드 링을 따라 이동하는 가이더(140);
    상기 렉크와 치합되도록 가이더에 피니언(151)이 설치되고 그 피니언은 상기 가이더의 이동에 따라 연동하도록 설치된 정역모터(150);
    태양의 유무 및 태양 방위와 고도 변화를 감지하는 태양 위치 추적센서(S)가 마련되고 상기 센서의 측정값에 따라 가이드 링 각도조절수단 및 정역모터(150)의 작동을 컨트롤하는 제어부(160)로 이루어진 구성을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태 양광 위치 추적 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전부재(102)는 지주의 상단 면과 회전체의 하단 면 중앙에 삽입 설치되는 축(103)과, 그 축을 중심으로 지주의 상단 면과 회전체의 하단 면 사이에 안착되는 베어링블록(104)임을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 실린더와 연결 설치되는 가이드 링(120)의 후단은 양측으로 지주를 관통하는 고정 축(123)을 매개로 설치되는 연장부(124)가 형성되고, 상기 각 연장부의 후방 간에는 가이드 링 각도조절수단과 연결 설치되는 연결 바(125)를 설치된 것을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가이드 링 각도조절수단(130)은 실린더(131)임을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가이드 링 각도조절수단(130)은 스크루 축(133)과 그 스크루 축의 일측단과 연결 설치되는 정역모터(132) 및 상기 스크루 축의 타측단 일부를 수용하며 가이드 링의 후단과 연결 설치되는 결합구(134)로 구성된 것임을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정역모터(132)는 감속정역모터인 것을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가이더(140)는 지지대(111)의 하부에 소정의 길이를 갖는 슬라이딩 바(141)가 설치되고, 그 슬라이딩 바에는 슬라이더(142)가 설치되며 상기 슬라이더(142)에는 360ㅀ 회전되는 유니버셜조인트(143)가 설치되고 상기 유니버셜조인트(143)에는 핀을 매개로 상하 회동되는 브래킷(144)이 설치되며 상기 브래킷의 내부 안쪽에는 가이드 링의 외주 면과 면 접촉되어 회전하는 아이들 휠(145)이 설치된 것을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 브래킷(142)의 내부 외측으로는 상기 가이드 링(120)에 형성된 렉크(121)과 치합되는 피니언(151)을 설치되고 그 피니언(151)에는 상기 가이더와 일체로 연동되게 정역모터(150)가 설치된 것을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 정역모터(150)는 감속정역모터인 것을 특징으로 하는 솔라셀블록의 태양광 위치 추적 장치.
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