KR20110004724A - 태양광 추적장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실시간으로 전후좌우로 회전하면서 태양으로부터 가장 많은 빛을 받을 수 있는 각도를 선정하여 태양광 발전기에 적용할 수 있는 태양광 추적장치에 관련 것이다.
본 발명의 주요구성은 태양으로부터 빛의 세기를 측정하는 태양출력확인부와; 설정된 시간에 따라 상기 태양출력확인부를 일정한 각도로 회전시키는 회전부와; 상기 태양출력확인부에서 측정된 빛의 출력을 측정하는 출력비교부와; 회전된 각도에 따라 상기 출력비교부에서 측정된 빛의 출력을 비교하여 최대출력이 발생된 각도로 태양광 발전기가 회전되도록 회전신호를 발생시키는 발전기제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
태양광 추적장치, 태양광 발전기, 쏠라셀, 출력비교부, 회전부

Description

태양광 추적장치{SOLAR TRACKING APPARATUS}
본 발명은 실시간으로 전후좌우로 회전하면서 태양으로부터 가장 많은 빛을 받을 수 있는 각도를 선정하여 태양광 발전기에 적용할 수 있는 태양광 추적장치에 관련된 분야이다.
태양에너지를 이용하기 위한 태양위치추적 방법에는 광센서를 이용하여 태양위치를 추적하는 방법과 태양의 위치를 미리 계산하여 추적하는 프로그램식, 센서와 프로그램을 병행하는 방법 등 크게 3가지 방법이 있다. 현재 국내에서는 집광판이 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.
태양 위치 추적 센서는 4개의 광센서를 이용하여 입사되는 광량을 각기 비교하여 태양의 위치를 추적하는 방식이다. 이러한 구조는 중앙에 덮개가 설치되어 있 어 센서와 태양이 법선 각도에서 벗어난 경우 광센서들 위에 있는 덮개가 센서의 일부에 그늘을 만들어 4개의 광센서의 출력이 달라지므로 이 광센서의 출력이 같아지도록 센서의 위치를 조정하여 주면 센서는 다시 법선의 방향으로 위치하게 된다. 이러한 원리로 위치를 조정하므로 구성이 간단하고 특별한 연산이 필요없이 사용이 용이하다. 그러나 이 센서가 외부에 노출되어져 있어 비,눈 등은 물론이고 먼지, 각종 낙엽과 같은 이물질에 의하여 센서가 오염되면서 작동이 잘못되는 것이 가장 큰 문제이다.
이러한 방법의 단점을 개선하기 위하여 프로그램에 의하여 시간에 따른 태양위치를 연산하여 태양의 대강의 위치를 결정하고 보다 정밀한 위치는 센서를 이용하는 방식이 있다.
이러한 방법이 센서만에 의한 것보다는 위치 추적에 정확성을 발휘하는 장점이 있으나 센서의 오염에 대한 문제는 피할 수 없다. 또한 설치위치가 고도가 다양하고 정확한 위치연산이 없이 대략적인 위도를 입력하여 계산하게 되므로 정확성이 떨어지고, 강풍이나 지각변동에 의한 외부적 변동은 전혀 보완되지 못하는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 실시간으로 전후좌우로 회전하면서 태양으로부터 가장 많은 빛을 받을 수 있는 각도를 선정하여 태양광 발전기에 적용할 수 있는 태양광 추적장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 타이머를 구비하여 설정된 주간에만 작동시켜 불필요한 에너지를 절약할 수 있는 태양광 추적장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적장치는, 태양으로부터 빛의 세기를 측정하는 태양출력확인부와; 설정된 시간에 따라 상기 태양출력확인부를 일정한 각도로 회전시키는 회전부와; 상기 태양출력확인부에서 측정된 빛의 출력을 측정하는 출력비교부와; 회전된 각도에 따라 상기 출력비교부에서 측정된 빛의 출력을 비교하여 최대출력이 발생된 각도로 태양광 발전기가 회전되도록 회전신호를 발생시키는 발전기제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 시간을 체크하는 타이머와; 주간에 해당하는 시간을 등록하는 시간DB와; 상기 타이머에서 체크된 시간이 상기 시간DB에 저장된 주간인지의 여부인지를 판별하는 시간판별부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 외부의 관리센터에 연결되어 각종 정보를 전송하고, 수신받는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 태양출력확인부는 쏠라셀, IR센서 또는 UV센서 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 태양광 추적장치는 태양광 발전기와 연동하여 실시간으로 전후좌우로 회전하면서 태양으로부터 가장 많은 빛을 받을 수 있는 각도를 선정하기 때문에 태양열 발전기에 장착되거나 또는 별도로 설치된 상태에서 태양열 발전기의 최대발전이 이루어지도록 위치가 조절할 수 있는 정점이 있다.
또한, 태양광 추적장치와 태양광 발전기를 주간에만 작동시켜 태양광 발전기의 작동시 소요되는 불필요한 에너지를 절약할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 근거로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 태양광 추적장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양출력확인부에서 확인된 빛의 세기에 대한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적장치(10)는 상하좌우방향으로 회전하면서 태양광의 세기를 측정하여 최적의 각도를 확인하고, 태양광 발전기(1)와 통신하면서 최적의 각도로 이동시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 태양광 추적장치는 태양출력확인부(12), 회전부(14), 출력비교부(16), 발전기제어부(18), 시간판별부(20) 및 통신부(24)를 구비한다.
태양출력확인부(12)는 태양으로부터 빛의 세기를 측정한다. 이러한 태양출력확인부(12)는 태양으로부터 방출된 에너지를 측정하는 쏠라셀 또는 태양으로부터 제공되는 적외선 파장을 측정하는 적외선센서 또는 자외선 파장을 측정하는 자외선센서 중의 어느 하나가 사용된다. 태양출력확인부는 태양광 발전기의 일측에 위치하거나 태양광 발전기와 별도로 설치될 수 있다.
회전부(14)는 태양출력확인부(12)가 설정된 시간에 따라 태양출력확인부(12)를 상하좌우로 일정한 각도로 회전시킨다. 예를 들면, 회전부가 1분에 180도 회전되도록 설정되면 태양출력확인부는 180도 회전하면서 쏠라셀에서는 태양에너지를 연속적으로 측정하고, UV센서 또는 IR센서는 자외선 파장 및 적외선 파장을 연속적으로 측정한다.
출력비교부(16)는 회전부(14)에 작동에 의해 태양출력확인부(12)가 상하좌우로 회전하면서 측정된 빛의 출력을 비교하여 빛의 출력이 최대인 각도를 확인한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 태양출력확인부(12)가 1분 동안에 180도를 회전하면서도 측정된 빛의 출력을 연속적으로 비교하여 빛의 출력이 최대인 각도를 확인할 수 있다.
발전기제어부(18)는 출력비교부(16)에서 빛의 출력이 최대인 각도로 태양광 발전기가 회전되도록 회전신호를 발생시킨다.
한편, 시간판별부(20)는 태양광 추적장치(10)가 주간에만 작동되도록 주간인지 또는 야간인지를 판별한다. 시간판별부(20)는 시간을 체크하는 타이머(22)와 주간에 해당하는 시간을 등록하는 시간DB(21)를 구비하며, 타이머(22)에서 체크된 시간이 시간DB(21)에 저장된 주간인지의 여부인지를 판별한다.
통신부(24)는 외부의 관리센터에 연결되어 태양출력확인부(12), 회전부(14), 출력비교부(16), 발전기제어부(18), 시간판별부(20)의 정보를 전송하고, 외부 관리센터로부터 이들을 제어하기 위한 제어신호를 수신 받는다.
이하 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 동작 과정을 살펴본다.
먼저, 일정한 시간마다 태양출력확인부(12)가 전후좌우로 회전되도록 회전부(14)를 설정한다. 이때, 계절에 따른 주간시간이 등록된 시간DB(21)와 타이머(22)를 구비한 시간판별부(20)에서 타이머(22)와 등록된 주간시간을 비교하여 회전부의 작동이 주간에만 이루어지도록 설정할 수 있다.
회전부(14)의 설정에 따라 태양출력확인부(12)가 전후좌우로 이동하면서 태양으로부터 제공되는 빛의 세기가 연속적으로 측정한다. 이때, 태양출력확인부(12)로서 쏠라셀을 사용하면 태양으로부터 방출된 에너지가 연속적으로 측정되며, 적외선센서 또는 자외선센서를 사용하면 태양으로부터 제공되는 적외선 파장 또는 자외선 파장의 세기를 연속적으로 측정할 수 있다.
태양출력확인부(12)에서 측정된 빛의 세기에 대한 정보를 제공받은 출력비교부(16)는 빛의 출력이 최대인 지점에 대한 정보를 확인하고, 발전기제어부(18)에서 태양광 발전기가 해당 각도로 회전되도록 회전신호를 발생시킨다.
한편, 외부 관리센터(미도시)는 통신부(24)를 통하여 회전부(14)의 회전각도와 회전시간을 설정하고, 태양출력확인부(12) 및 출력비교부(16)의 정보를 제공받으며, 시간판별부(20)의 주간 시간을 설정할 수 있다. 또한, 각 부분으로부터 발생되는 정보를 제공받는다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 간주한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적장치의 사시도.
도 2는 도 1에 따른 태양광 추적장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 태양출력확인부에서 확인된 빛의 세기에 대한 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 태양광 발전기 10 : 태양광 추적장치
12 : 태양출력확인부 14 : 회전부
16 : 출력비교부 18 : 발전기제어부
20 : 시간판별부 24 : 통신부

Claims (4)

  1. 태양으로부터 빛의 세기를 측정하는 태양출력확인부;
    설정된 시간에 따라 상기 태양출력확인부를 일정한 각도로 회전시키는 회전부;
    상기 태양출력확인부에서 측정된 빛의 출력을 측정하는 출력비교부;
    회전된 각도에 따라 상기 출력비교부에서 측정된 빛의 출력을 비교하여 최대출력이 발생된 각도로 태양광 발전기가 회전되도록 회전신호를 발생시키는 발전기제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  2. 제1항에 있어서, 시간을 체크하는 타이머와; 주간에 해당하는 시간을 등록하는 시간DB를 구비하며, 상기 타이머에서 체크된 시간이 상기 시간DB에 저장된 주간인지의 여부인지를 판별하는 시간판별부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외부의 관리센터에 연결되어 각종 정보를 전송하고, 수신받는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 태양출력확인부는 쏠라쎌, IR센서 또는 UV센서 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.
KR1020090062303A 2009-07-08 2009-07-08 태양광 추적장치 KR20110004724A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105141237A (zh) * 2015-07-29 2015-12-09 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种建筑光伏组件及基于光伏建筑一体化的紫外线监测系统

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