KR20100124864A - Device for tracking sun track - Google Patents

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KR20100124864A KR1020090043777A KR20090043777A KR20100124864A KR 20100124864 A KR20100124864 A KR 20100124864A KR 1020090043777 A KR1020090043777 A KR 1020090043777A KR 20090043777 A KR20090043777 A KR 20090043777A KR 20100124864 A KR20100124864 A KR 20100124864A
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Abstract

PURPOSE: A device for tracking a sun track is provided to maximize the collecting of solar energy since scale decreases or increases according to the needs of a user. CONSTITUTION: A device for tracking a sun track comprises a first driving unit(10), a first driving shaft(11), a second driving unit(20), a second driving shaft(21) and a solar cell plate(30). The first driving unit rotates and moves up and down according to the movement of the sun(S). The first driving shaft is connected to the first driving unit. The second driving unit is connected to the first driving shaft and rotates simultaneously according to the rotation of the first driving shaft. The second driving unit rotates according to the meridian altitude of the sun, which is different depending on 24 solar terms. The second driving shaft is connected to the second driving unit and rotates according to the rotation of the second driving unit. The solar cell plate is connected to the second driving shaft.

Description

태양궤적 추적 장치{Device for tracking sun track}Device for tracking sun track

본 발명은 태양궤적 추적 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 계절별로 달라지는 태양의 적위에 따라 태양광을 추적하도록 하여 태양에너지를 최대의 집광효율을 얻도록 하고, 유지보수 및 시설비를 절감할 수 있어 경제성이 탁월한 태양궤적 추적 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for tracking the sun trajectory, specifically, to track the sunlight according to the solar declination that varies by season to obtain the maximum energy efficiency of the solar energy, can be reduced maintenance and facility costs economical This excellent solar trajectory tracking device.

일반적으로 태양궤적 추적 장치는 태양의 고도 및 방위를 측정하는 것으로, 미리 시간을 맞추어 프로그래밍하고, 그 프로그래밍에 때라 태양열 집열장치나 태양광 발전장치의 태양에너지 수집판넬이 태양을 추적하도록 하기 위한 장치이다. 상기한 태양에너지 수집판넬은 태양광으로부터 열에너지를 얻는 태양광 집열판넬이나 태양광으로부터 전기에너지를 얻는 태양광 발전 판넬 등과 같이 태양광을 흡수하기 위한 판형상의 판넬을 모두 포함하는 개념이다.In general, the solar tracker is a device for measuring the altitude and orientation of the sun. The solar tracker is a device for allowing the solar collector or solar collector to track the sun according to the programming. . The solar energy collecting panel is a concept including all of the plate-shaped panel for absorbing sunlight, such as a solar heat collecting panel that obtains heat energy from sunlight or a solar power generation panel that obtains electrical energy from sunlight.

상기한 태양전지는 태양 에너지를 전기에너지로 변환할 목정으로 제작된 광전지를 말하는 것으로 이러한 태양전지를 모듈화한 것을 PV모듈(photovoltaic module)이라고 한다.The solar cell refers to a photovoltaic cell made of wood that converts solar energy into electrical energy. The modularization of such solar cells is called a photovoltaic module.

상기한 바와 같이 태양전지는 태양 에너지를 이용하는 것으로 태양으로부터 최대한의 태양에너지를 획득하는 기술이 요구되고 있다. As described above, a solar cell uses solar energy, and thus a technology for obtaining maximum solar energy from the sun is required.

상기한 기술적인 요구사항에 따라 특허등록 제0833634호와 공개특허 2007-0043728호에 그 기술이 공개되어 있다. In accordance with the technical requirements described above, the technology is disclosed in Patent Registration No. 0833634 and 2007-0043728.

그러나 상기한 태양에너지를 획득하는 기술은 다양한 방면으로 개발이 되고 있지만, 입지조건 및 제작비용에 따른 제반요건이 문제가 있고, 제작상의 에로사항이 많아 실용화되지 못하고 있는 실정이다. However, although the above-described technology for acquiring solar energy has been developed in various aspects, there are problems in terms of location conditions and manufacturing costs, and many difficulties in manufacturing have not been put into practical use.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 손쉽게 설치할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 그 규모를 크게 또는 작게 하여 태양에너지 포집을 극대화 할 수 있는 태양궤적 추적장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the purpose of which is easy to install, according to the needs of the user to provide a solar trajectory tracking device that can maximize the collection of solar energy by increasing or decreasing the size thereof. There is a purpose.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 태양의 움직임에 따라 회전하고, 상, 하 회동되는 제1 구동부와, 상기 제1 구동부에 결합되는 제1 구동축과, 상기 제1 구동축을 상, 하 구동시키는 제3 구동부와, 상기 제1 구동축에 결합되어 상기 제1 구동축의 회전에 따라 동시에 회전되고, 24절기에 따라 다른 태양의 남중고도에 맞춰 회동되는 제2 구동부 및 상기 제2 구동부에 결합되어 상기 제2 구동부의 회전에 따라 회동되는 제2 구동축과, 제2 구동축에 결합되는 태양전지판을 포함한다.According to an aspect of the present invention, a first drive unit rotates according to the movement of the sun, rotates up and down, a first drive shaft coupled to the first drive unit, and drives the first drive shaft up and down. A third drive unit coupled to the first drive shaft and simultaneously rotated according to the rotation of the first drive shaft, and coupled to the second drive unit and the second drive unit rotated according to the south height of the other sun according to the 24 seasons. And a second driving shaft rotated by the rotation of the second driving unit, and a solar panel coupled to the second driving shaft.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 구동축의 일측에는 감지센서를 더 포함한다. In one embodiment, one side of the first drive shaft further includes a sensor.

일 실시예에 있어서, 제1 구동부는 태양의 일출 및 일몰의 경로를 따라 회전하고, 제2 구동부는 24절기에 따른 태양의 남중고도에 따라 회동되도록 상기 제1 구동부 및 제2 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함한다. In one embodiment, the first driving unit rotates along the path of the sunrise and sunset of the sun, the second control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit to be rotated according to the south of the altitude of the 24 seasons It further includes.

본 발명의 태양궤적 추적 장치에 의하면, 우리나라의 24절기와 하루하루의 태양의 일출 및 일몰까지 태양에서 발생되는 태양광을 태양전지판과 수직을 유지하도록 하여 최대한의 태양에너지를 포집할 수 있는 효과가 있다. According to the solar trace tracking device of the present invention, the effect of being able to capture the maximum solar energy by keeping the solar light generated from the sun perpendicular to the solar panel until the sunrise and sunset of the 24 seasons and day of the sun in Korea have.

또한, 태양궤적 추적 장치는 사용자의 필요에 따라 크기를 크게 또는 작게 제작하여 사용할 수 있으므로 가정용 또는 산업용으로 널리 사용할 수 있는 큰 효과가 있는 것이다. In addition, since the sun locus tracking device can be used by making the size larger or smaller according to the needs of the user, there is a great effect that can be widely used for home or industrial use.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 태양궤적 추적장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of the present invention, the solar tracker tracking device of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 대략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 모습을 나타낸 사시도이다. 1 is a view showing a schematic configuration of the sun tracking device of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the sun tracking device of the present invention.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 태양궤적 추적 장치는, 태양(S)의 움직임에 따라 회전하고, 상, 하 회동되는 제1 구동부(10)와, 상기 제1 구동부(10)에 결합되는 제1 구동축(11)과, 상기 제1 구동축(10)에 결합되어 상기 제1 구동축(10)의 회전에 따라 동시에 회전되고, 24절기에 따라 다른 태양의 남중고도에 맞춰 회동되는 제2 구동부(20) 및 상기 제2 구동부(20)에 결합되어 상기 제2 구동부(20)의 회전에 따라 회동되는 제2 구동축(21)과, 제2 구동축(21)에 결합되는 태양전지판(30)으로 구성된다.1 to 2, the solar tracker tracking device of the present invention rotates according to the movement of the sun S, and rotates up and down to the first driving unit 10 and the first driving unit 10. A second drive shaft 11 coupled to the first drive shaft 10 and simultaneously rotated according to the rotation of the first drive shaft 10, and rotated according to the south height of the other sun according to the 24 seasons. The second driving shaft 21 coupled to the driving unit 20 and the second driving unit 20 and rotated according to the rotation of the second driving unit 20, and the solar panel 30 coupled to the second driving shaft 21. It consists of.

상기한 제1 구동부(10)는 제1 구동축(11)을 회전시켜서 하루 동안의 태양의 움직임 따라 회전하게 되는 것으로, 제1 구동축(11) 자체가 회전하는 것이다. The first drive unit 10 rotates the first drive shaft 11 to rotate according to the movement of the sun during the day, and the first drive shaft 11 itself rotates.

상기 제1 구동축(10)의 일측에는 태양광의 입사각 및 태양의 고도 등을 감지하는 감지센서(12)가 더 구비될 수 있다.One side of the first drive shaft 10 may be further provided with a sensor 12 for detecting the incident angle of the sunlight and the altitude of the sun.

또한, 상기 제1 구동부(10)는 태양의 일출 및 일몰의 경로를 따라 회전하고, 제2 구동부(20)는 24절기에 따른 태양의 남중고도에 따라 회동되도록 상기 제1 구동부(10) 및 제2 구동부(20)를 제어하는 제어부(40)가 더 구비될 수 있다. In addition, the first driver 10 rotates along the path of sunrise and sunset of the sun, and the second driver 20 rotates according to the south altitude of the sun according to the 24 seasons. The control unit 40 for controlling the two driving unit 20 may be further provided.

한편, 상기 제2 구동부(20)는 우리나라의 24절기에 맞춰 태양의 일출 및 일몰까지의 태양의 궤도에 맞춰지게 되는 것이다. 이는 상기 태양(S)에서 발생되는 태양광이 태양전지판(30)에 입사될 때 그 입사각이 수직이 되어야 최대한의 태양에너지를 포집할 수 있기 때문이다. On the other hand, the second drive unit 20 is to be adapted to the orbit of the sun until sunrise and sunset of the sun in accordance with the 24 seasons of Korea. This is because when the solar light generated by the sun S is incident on the solar panel 30, the incident angle must be perpendicular to collect the maximum solar energy.

그리고 상기한 태양궤적 추적 장치는 사용자의 필요에 따라 크기를 크게 또는 작게 제작하여 사용할 수 있으므로 가정용 또는 산업용으로 널리 사용할 수 있는 것이다. In addition, the solar tracker tracking device can be widely used for home use or industrial use because it can be made to be made larger or smaller in size according to the needs of the user.

도 3은 본 발명의 태양궤적광 추적 장치의 변형예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a modification of the solar track light tracking device of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기한 도 1 내지 도 2의 구성과는 동일하다. 다만, 플레이트 형상의 태양전지판(30)을 복수개로 구비하여 결합하고, 제2 구동축(21)과 결합하는 부분에 태양전지판(30)을 결합하지 않아 환풍구(31)를 형성하는 것이다. 이는 기류의 흐름으로 발생하는 풍속이 클 때에 바람이 원활히 배출되도록 하여 태양전지판(30)의 파손을 방지하도록 하기 위함이다. Referring to FIG. 3, the configuration of FIG. 1 to FIG. 2 is the same. However, a plurality of plate-shaped solar panels 30 are provided and coupled to each other, and the vent holes 31 are not formed by coupling the solar panels 30 to a portion that is coupled to the second driving shaft 21. This is to prevent the breakage of the solar panel 30 by allowing the wind to be discharged smoothly when the wind speed generated by the flow of air flows large.

도 4는 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 작동상태를 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the operating state of the solar tracker tracking device of the present invention.

도 4를 참조하여 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 작동과정에 대해 설명하기로 한다. Referring to Figure 4 will be described the operation of the solar tracking device of the present invention.

우선, 각 계절 또는 각 절기마다 태양이 일출하는 지점은 다르게 되므로, 사용자는 상기 제어부(40)에 1년 동안 태양이 뜨는 위치 및 남중고도에 대한 데이터를 미리 프로그래밍 하여 제어부(40)에 입력을 하게 된다. First, since the sun sunrise point is different for each season or each season, the user pre-programs the data about the sun rising position and the southern middle altitude for one year to the controller 40 to input it to the controller 40. do.

이와 같은 태양궤적 추적 장치는 입력된 프로그램에 따라 제어부(40)는 그에 맞춰 태양의 일출 시간에 가동을 하게 되고 일몰과 동시에 가동이 멈추게 되는 것 이다. According to the inputted program for tracking the sun trajectory, the control unit 40 operates according to the sunrise time of the sun according to the input program, and the operation stops at the same time as the sunset.

보다 상세히 설명하면, 최초 태양(S)이 뜨는 시간에 태양궤적 추적 장치는 태양(S)이 일출을 하게 되면 전원부(미도시)가 온(On)되고, 상기 감지센서(12)가 태양(S)의 위치를 파악하게 된다. In more detail, the sun trace tracking device at the time of the first sun (S) rises when the sun (S) sunrise, the power unit (not shown) is On (On), the sensor 12 is the sun (S) ) Will be identified.

이후, 태양(S)의 위치가 파악이 되면 그날의 날짜를 파악하게 되면, 상기 제2 구동부(20)가 구동을 하게 되어 태양(S)이 일출되는 고도에 맞춰 소정의 각도에 따라 조정하게 된다. Then, when the position of the sun (S) is grasped and the date of the day is grasped, the second driving unit 20 is driven to adjust according to a predetermined angle according to the altitude at which the sun (S) is sunrise. .

이후, 상기 제2 구동부(20)가 회전을 하여 태양(S)의 위치에 맞춰지면, 다시 절기를 파악하게 된 후, 제1 구동부(10)가 태양의 입사각에 수직이 되도록 위치하게 되어 태양(S)의 일출부터 일몰까지 회전을 하게 되는 것이다. Subsequently, when the second driving unit 20 rotates to match the position of the sun S, the season is regained and the first driving unit 10 is positioned perpendicular to the angle of incidence of the sun. S) turns from sunrise to sunset.

한편 상기한 태양(S)의 일출되어 남중하고 일몰까지의 과정은 태양(S)의 남중고도에 따라 틀리게 되는데 상기 태양(S)의 남중고도(h)를 구하는 공식은 "h=90-φ+δ"의 식으로 태양(S)의 남중고도를 측정할 수 있다. 여기서 h는 남중고도, φ는 위도, δ는 적위를 나타내게 된다. On the other hand, the process of the sunrise to the south of the sun (S) and the sunset is different according to the south of the altitude of the sun (S). The south middle altitude of the sun S can be measured by the formula of + δ ". Where h is the south middle elevation, φ is the latitude, and δ is the declination.

정리하면, 제2 구동부(20)가 태양(S)의 태양광과 수직으로 일치되면, 제1 구동부(10)가 하루동안의 태양의 움직임에 따라 회전하게 되어 태양에너지를 별도의 저장소(미도시)에 포집을 하여 사용하게 되는 것이다.In summary, when the second driving unit 20 is vertically aligned with the sunlight of the sun S, the first driving unit 10 rotates according to the movement of the sun during the day to store solar energy in a separate reservoir (not shown). ) Will be collected and used.

이상에서 설명된 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments of the solar trace tracking device of the present invention described above are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains can various modifications and equivalent other embodiments. You will know. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명의 태양궤적 추적 장치는, 화석연료의 고갈에 따른 대체 에너지로 이용 가능한 것으로 계절에 따라 에너지 포집에 효율성을 최대로 이용할 수 있다.The solar trajectory tracking device of the present invention can be used as an alternative energy due to the depletion of fossil fuel, and can maximize the efficiency of energy collection according to the season.

도 1은 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 대략적인 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an approximate configuration of a solar tracker tracking device of the present invention.

도 2는 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 모습을 나타낸 사시도이다. Figure 2 is a perspective view showing a state of the sun trajectory tracking device of the present invention.

도 3은 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 변형예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a modification of the solar tracker tracking device of the present invention.

도 4는 본 발명의 태양궤적 추적 장치의 작동상태를 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the operating state of the solar tracker tracking device of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 제1 구동부 11 : 구동축10: first drive unit 11: drive shaft

12 : 감지센서 20 : 제2 구동부12: detection sensor 20: second drive unit

21 : 제2 구동축 30 : 태양전지21: second drive shaft 30: solar cell

40 : 제어부 50 : 제3 구동부40: control unit 50: third drive unit

Claims (5)

태양(S)의 움직임에 따라 회전하고, 상, 하 회동되는 제1 구동부(10)와, 상기 제1 구동부(10)에 결합되는 제1 구동축(11); A first driving unit 10 that rotates according to the movement of the sun S and rotates up and down, and a first driving shaft 11 coupled to the first driving unit 10; 상기 제1 구동축(10)에 결합되어 상기 제1 구동축(10)의 회전에 따라 동시에 회전되고, 24절기에 따라 다른 태양의 남중고도에 맞춰 회동되는 제2 구동부(20) 및A second drive unit 20 coupled to the first drive shaft 10 and rotated at the same time according to the rotation of the first drive shaft 10, and rotated according to the south middle altitude of the other sun according to the 24 seasons; 상기 제2 구동부(20)에 결합되어 상기 제2 구동부(20)의 회전에 따라 회동되는 제2 구동축(21)과, 제2 구동축(21)에 결합되는 태양전지판(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양궤적 추적 장치.And a second driving shaft 21 coupled to the second driving unit 20 and rotated according to the rotation of the second driving unit 20, and a solar panel 30 coupled to the second driving shaft 21. Solar tracker. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 구동축(10)의 일측에는 감지센서(12)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양궤적 추적 장치.One side of the first drive shaft (10) is a sun tracking device, characterized in that it further comprises a sensor (12). 제1 항에 있어서, According to claim 1, 제1 구동부(10)는 태양의 일출 및 일몰의 경로를 따라 회전하고; The first drive unit 10 rotates along a path of sunrise and sunset of the sun; 제2 구동부(20)는 24절기에 따른 태양의 남중고도에 따라 회동되도록 상기 제1 구동부(10) 및 제2 구동부(20)를 제어하는 제어부(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양궤적 추적 장치.The second driving unit 20 further includes a control unit 40 which controls the first driving unit 10 and the second driving unit 20 so as to rotate according to the south-high altitude of the sun according to the 24 seasons. Tracking device. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 태양전지판(30)은 복수개의 판으로 결합되는 것을 특징으로 하는 태양궤적 추적장치.The solar panel 30 is a solar trajectory tracking device, characterized in that coupled to a plurality of plates. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 태양전지판(30)은 그 중심에 기류의 흐름에 따라 상기 태양전지판(30)의 파손을 방지하기 위한 환풍구(31)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양궤적 추적 장치.The solar panel 30 is a solar trajectory tracking device, characterized in that it further comprises a vent (31) for preventing damage to the solar panel (30) in accordance with the flow of air flow in the center thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067287B1 (en) * 2010-12-27 2011-09-23 김홍근 Pole type solar tracker
KR101338881B1 (en) * 2012-04-25 2013-12-10 한국 천문 연구원 Astronomical instrument and method of thereof
KR20210093095A (en) * 2020-01-17 2021-07-27 주식회사 리영에스엔디 Photovoltaic tracking system using earth rotation axis synchronization

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