KR20120125715A - Solar tracking control device with solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열을 집열하여 온수를 만들거나 태양광으로 전기를 생산하는 장치들에 있어서, 그 효율을 높이기 위하여 일출에서 일몰까지의 일상의 반복적인 태양의 방위각 이동과 계절에 따른 태양의 높낮이인 고도각 변동에 의한 태양의 위치를 자동으로 추적하도록 작동하는 구동장치를 제어하기 위하여 쏠라셀을 적용한 태양추적제어장치(1)이다.The present invention is a device that collects the solar heat to make hot water or produce electricity from the solar, in order to increase the efficiency, the daily repeating azimuth of the sun from sunrise to sunset and the height of the sun according to the season A solar tracking control device (1) employing solar cells to control a driving device that operates to automatically track the position of the sun due to each variation.
태양추적장치는 태양열을 집열하는 집열판이나 태양광을 받기 위한 쏠라셀 판넬(5)을 그 효율이 가장 좋은 위치 즉, 태양을 정면으로 마주하도록 태양의 동서이동의 방위각과 계절에 따른 높이 고도각을 일치시키기 위한 구동부를 가진 장치들의 총칭이다. 이에 따라 도 1은 태양의 위치추적에 대한 이해를 돕기 위하여 도시한 것으로 태양의 방위각 추적은 X축을 회전시켜 일치시키고 태양의 고도각 추적은 Y축을 회전시켜 일치시킴으로써 태양열 집열판 또는 쏠라셀 판넬(5)을 태양에 정면으로 마주하도록 하고 있는 바, X축이나 Y축을 회전시키는 기술적 방법은 전기모터를 직접 또는 간접 연결하거나 유공압 장치를 이용하는 등의 여러 가지 형태를 취할 수 있다.The solar tracking device has a solar panel (5) that collects solar heat or a solar panel (5) for receiving sunlight. Is a generic term for devices with a drive to match them. Accordingly, Figure 1 is shown to help understand the position tracking of the sun, the azimuth tracking of the sun is matched by rotating the X-axis, the altitude tracking of the sun is matched by rotating the Y-axis solar panels or solar panels (5) In order to face the sun directly, the technical method of rotating the X-axis or Y-axis can take various forms such as directly or indirectly connecting an electric motor or using a pneumatic device.
태양추적장치는 태양의 방위각과 고도각을 모두 추적하면 2축 추적장치라고 하고 필요에 따라 태양의 방위각이나 태양의 고도각 중 하나만을 추적할 수 있는 장치는 1축 추적장치라고 한다.A sun tracking device is called a two-axis tracking device that tracks both the azimuth and elevation angles of the sun. A device that can track only one of the sun's azimuth and elevation angles is called a single-axis tracking device.
태양추적장치의 구성은 태양광을 감지하는 수감부와 감지된 신호에 따라 비교연산을 하고 그 결과를 구동부에 전하는 제어부와 제어부의 신호에 따라 구동장치를 작동하게 하는 구동부, 그리고 전원을 공급하는 전원부를 구비하고 있다. 도시된 도 2는 상기의 일반적 구조개념을 바탕으로 본 발명인 태양추적제어장치(1)를 개념적으로 도식화한 도면이다.The configuration of the solar tracking device includes a control unit that detects sunlight and a comparison operation according to the detected signal, and transmits the result to the drive unit, a drive unit that operates the drive unit according to the signal from the control unit, and a power supply unit that supplies power. Equipped. FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating the solar
이러한 태양추적장치에 있어서는, 태양열 집열판 이나 쏠라셀 판넬(5)을 태양과 정면으로 마주하도록 구동부를 작동하는 데 필요한 태양의 방위각과 고도각을 얻기 위하여 태양의 궤적를 계산하는 천체 계산식을 적용하거나, 수감부(쏠라셀이나 포토다이오드 등)를 통하여 입력된 신호를 사전에 설정한 기준값과 비교하거나 연산처리하고 있다.In such a solar tracking device, a celestial equation is calculated to calculate the sun's trajectory in order to obtain the azimuth and altitude angles of the sun, which are required to operate the drive unit to face the solar heat collecting plate or the solar panel 5 in front of the sun. The signal input through the solar cell or photodiode is compared with a preset reference value or processed.
이러한 기존 방식에는 계산식이나 설정값 또는 데이타들을 저장하는 기억장치와 이들을 비교하고 연산처리하기 위한 중앙연산처리장치(CPU)와 그 결과값을 저장하거나 호출하기 위한 데이타 입출력장치가 제어부에 장치되어야 하거나, 또는 수감부를 통하여 입력된 신호를 비교하고 연산처리하여 결과값을 얻을 수 있도록 논리회로를 제어부에 장치하여야 한다.In this conventional method, a memory device for storing a calculation expression, a set value or data, a central processing unit (CPU) for comparing and calculating them, and a data input / output device for storing or recalling the result value should be provided in the control unit. Alternatively, a logic circuit should be installed in the controller so that the signal inputted through the receiver can be compared and processed to obtain a result value.
따라서 상기의 태양추적장치의 제어부는 과다한 장치와 복잡한 회로구조를 필연적으로 요구하고 있으며, 장치의 생산가격이 비싸지고 설치 후 운용과 관리에서도 비용이 증가하게 됨으로써 대규모 장치가 아니라면 중소규모 장치에 적용하는 데 장애가 되고 있다.Therefore, the control unit of the solar tracking device inevitably requires excessive devices and complex circuit structure, and the production price of the device is high and the cost increases in post-installation operation and management. It is becoming obstacle.
본 발명은 상기의 문제점을 극복하도록 착안한 것으로서 태양의 방위와 고도를 따라 추적하기 위한 수감부(2)에 쏠라셀을 사용하되, 제어부에 복잡한 논리회로 또는 연산장치와 기억장치 없이 태양열 집열판이나 솔라셀 판넬(5)이 태양의 움직임에 쉽게 추적할 수 있게 구동부를 작동하도록 제어회로 구성을 단순화함으로써 추적의 정확성과 내구성을 높이고, 생산비용은 저렴한 태양추적제어장치(1)를 제공하고자 한다.The present invention has been conceived to overcome the above problems, using a solar cell in the
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수감부에 6개의 쏠라셀(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f)을 사용하여 태양광 입사각도에 따른 각 쏠라셀의 기전력(전류와 전압)의 차이가 분명해지도록 유도하는 특정의 기하학적인 형상과 각도를 갖도록 배치하여 임의 시각에 입사되는 태양광에 대하여 각 쏠라셀에서 발생하는 기전력(전류와 전압)의 크기가 달라지도록 한다.In order to achieve the above object, the present invention uses six solar cells (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, and 2f) in the receiver, and the difference in the electromotive force (current and voltage) of each solar cell according to the incident angle of sunlight. It is arranged to have a specific geometric shape and angle that leads to clarification so that the magnitude of the electromotive force (current and voltage) generated in each solar cell varies with respect to sunlight incident at any time.
기전력(전류와 전압)의 차이로 인하여 수감부(2)에 흐르는 전류의 방향(극성)이 바뀔 수 있도록 수감부(2)의 쏠라셀을 두개씩 역극성으로 직렬연결하고, 제어부에서는 npn 트랜지스터와 pnp 트랜지스터의 베이스를 하나로 연결하여 수감부와 연결하고, 이 연결점의 극성에 따라 두 트랜지스터 중 하나를 선택적으로 작동하게 회로를 구성한다.In order to change the direction (polarity) of the current flowing through the
수감부(2) 쏠라셀로부터 신호를 받은 제어부는 래치릴레이(RL : Latching Relay)를 작동시켜 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 방위각을 추적하는 X축을 구동하고 고도각을 추적하는 Y축을 구동하는 구동부에 전류(신호)를 공급하거나 차단하도록 하여 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)을 수시로 태양에 정면으로 향하도록 추적하는 제어기능을 가진다.The control unit receiving a signal from the solar cell (2) operates a latching relay (RL) to drive the X-axis tracking the azimuth angle of the solar heat collecting plate or the solar panel 5 and the Y-axis tracking the altitude angle. By supplying or blocking a current (signal) to the drive unit has a control function to track the solar panel or the solar panel (5) to face the sun from time to time.
본 발명인 태양추적제어장치(1)에는 제어부에 복잡하거나 정교한 논리회로를 내장하지 않으며 또 기억장치와 중앙연산처리장치와 데이타 입출력장치를 요구하지 않을 뿐만 아니라 별도의 계산식이나 기준값을 사전에 설정할 필요없이 트랜지스터와 래치릴레이로 구동부를 제어하는 전류(신호)를 공급하거나 차단하도록 한다.The solar
본 발명의 태양추적제어장치(1)는 수감부(2)와 제어부가 간단한 회로로 구성됨으로써 생산비용이 저렴하고 이에 따라 대규모 장치는 물론 중소규모의 태양열 집열장치와 태양광 발전장치에도 부담없이 적용이 가능하여 이의 보급을 크게 늘리고 친환경적인 신재생에너지 보급율을 획기적으로 높일 수 있다.The solar
본 발명의 태양추적제어장치(1)는 그 구조와 회로가 간단하여 내구성을 높여주고 또 고장시 수리조치가 쉬우므로 이는 운영과 관리에서 비용을 최소화할 수 있게 할 뿐만 아니라 제어장치의 구동부 작동을 위한 출력신호가 단순하여 대규모 집열장치나 쏠라셀 판넬(5)의 전산관리시스템과 연결도 용이하다.The solar
도 1은 태양의 위치추적에 대한 이해를 돕기 위하여 태양의 궤적과 태양열 집열판 또는 쏠라셀 판넬(5)과의 관계와 방위각과 고도각 구동축을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 태양추적제어장치(1)인 수감부(5)와 제어부 구성을 개념적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 태양추적제어장치(1)를 장착한 일실례를 도시한 도면
도 4는 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 수감부(2) 사시도와 완성제품 외관의 일실례를 도시한 도면
도 5는 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 수감부(2) 정면도
도 6은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 수감부(2) 우측면도
도 7은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 수감부(2) 밑면도
도 8은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 수감부(2)에 입사되는 태양광을 일실례로 도시한 도면
도 9는 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 방위각 제어를 위하여 일실례로 2개의 쏠라셀(2a, 2b)과 트랜지스터(TR)와 래치릴레이(RL)를 조합하여 구성한 개념적 회로도
도 10은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 방위각 추적을 위해 제어부 회로의 작동을 도시한 도면으로, 도 10a는 제어부 회로에서 구동부로 전류(신호)를 보내는 작동을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 10b는 제어부 회로에서 구동부로 보내는 전류(신호)를 차단하는 작동을 설명하기 위해 도시한 도면
도 11은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 방위각 추적을 위한 제어 중 일몰 후 익일 일출 전 초기 위치로 복귀하는 구동을 위하여 일실례로 시간 타이머(T)와 리미트스위치(LS)와 래치릴레이(RL)를 조합하여 구성한 개념적 복귀 회로도
도 12는 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 고도각 제어 중 남향으로의 추적을 제어하기 위하여 일실례로 2개의 쏠라셀과 트랜지스터(TR)와 래치릴레이(RL)를 조합하여 구성한 개념적 회로도
도 13은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 고도각 제어 중 남향으로의 추적을 위해 제어부 회로의 작동을 도시한 도면으로, 도 13a는 제어부 회로에서 구동부로 전류(신호)를 보내는 작동을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 13b는 제어부 회로에서 구동부로 보내는 전류(신호)를 차단하는 작동을 설명하기 위해 도시한 도면
도 14는 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 고도각 제어 중 북향으로의 추적을 제어하기 위하여 일실례로 2개의 쏠라셀과 트랜지스터(TR)와 래치릴레이(RL)를 조합하여 구성한 개념적 회로도
도 15는 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 고도각 제어 중 북향으로의 추적을 위해 제어부 회로의 작동을 도시한 도면으로, 도 15a는 제어부 회로에서 구동부로 전류(신호)를 보내는 작동을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 15b는 제어부 회로에서 구동부로 보내는 전류(신호)를 차단하는 작동을 설명하기 위해 도시한 도면
도 16은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 방위각 제어과정을 도시한 흐름도
도 17은 본 발명인 태양추적제어장치(1)의 고도각 제어과정을 도시한 흐름도1 is a view showing the relationship between the sun's trajectory and the solar heat collecting plate or the solar panel (5) and the azimuth and elevation angle driving shafts to assist in understanding the position of the sun.
2 is a diagram conceptually showing a constitution of a receiver 5 and a controller, which is a solar
3 is a view showing an example in which the solar
4 is a view showing an example of the perspective view of the
5 is a front view of the
6 is a right side view of the
7 is a bottom view of the
FIG. 8 is a view showing an example of sunlight incident on the
FIG. 9 is a conceptual circuit diagram of a combination of two
10 is a view showing the operation of the control circuit for the azimuth tracking of the solar
11 is a time timer (T), the limit switch (LS) and the latch relay (for example) for driving to return to the initial position after the next day after sunrise during the control for tracking the azimuth of the present invention the solar tracking control device (1) Conceptual Return Circuit Diagram Combining RL
FIG. 12 is a conceptual circuit diagram of a combination of two solar cells, a transistor TR, and a latch relay RL, for example, in order to control tracking toward the south side during the elevation angle control of the solar
FIG. 13 is a view illustrating the operation of the controller circuit for tracking southward during the elevation angle control of the
FIG. 14 is a conceptual circuit diagram of a combination of two solar cells, a transistor TR, and a latch relay RL, for example, to control tracking toward the north side during altitude control of the solar
FIG. 15 is a view illustrating the operation of the controller circuit for tracking toward the north of the altitude angle control of the
16 is a flowchart showing the azimuth control process of the solar
17 is a flowchart showing the altitude angle control process of the solar
이하에서는 도면에 예시된 구체적인 실시예를 통하여 본 발명인 태양추적제어장치(1)를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the solar
태양추적장치는, 이해를 돕기 위하여 도시한 도 1에 따르면 태양의 일상 반복적인 동서방위각 궤적과 계절에 따른 고도각 변화에 따른 궤적을 정확하게 추적하여 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)이 수시로 태양과 정면으로 마주할 수 있도록, 보다 상세히 설명하면 동서 방위각 궤적을 추적하기 위해서는 X축을 구동하고 고도각 변동 궤적을 추적하기 위해서는 Y축을 구동하여 수시로 태양을 정면으로 마주하도록 고안된 기계장치이고, 그 구동방법은 전기모터 또는 유공압장치 등을 이용하며 그 목적은 상기의 동서방위각 을 추적하는 X축과 고도각을 추적하는 Y축의 구동에 있다.According to FIG. 1, which is shown for clarity, the solar tracking device accurately tracks the sun's daily repetitive East-West azimuth trajectory and the trajectory according to the change of the altitude angle according to the season so that the solar heat collecting plate or the solar panel 5 frequently checks with the sun. In order to face the front, in more detail, it is a mechanism designed to face the sun from time to time by driving the X-axis to track the east-west azimuth trajectory and the Y-axis to track the altitude fluctuation trajectory. An electric motor or a pneumatic device is used, and its purpose is to drive the X-axis tracking the east-west azimuth and the Y-axis tracking the altitude.
본 발명인 태양추적제어장치(1)는 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 주변부 어디든 설치가 가능하고, 이에 따라 도 3은 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 측면부에 장착한 일실례를 도시하고 있으며, 태양추적제어장치(1)는 입사되는 태양광으로부터 기전력(전류와 전압)을 발생하는 수감부(2)와 그 수감부의 전류(신호)에 따라 구동부에 전류(신호)를 공급 또는 차단하는 제어부로 구성되고 그 제어부는 외부의 교란이나 환경의 변화로부터 보호될 수 있도록 제어부 상자(4) 속에 안전하게 구비되는 바, 도 4는 완성제품의 외관을 일실례로 도시하고 있다.Solar tracking control device (1) of the present invention can be installed anywhere in the periphery of the solar heat collecting plate or the solar panel (5), Figure 3 shows an example mounted to the side of the solar heat collecting plate or the solar panel (5). The solar
본 발명인 태양추적제어장치(1)의 수감부(2)는 특정의 기하학적인 형상과 배치를 이루는 6개의 쏠라셀(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f)로 구성되고 이에 따라 도시된 도 4는 이러한 수감부(2)의 특징을 시각적으로 보여주는 사시도이며, 상세하게는 도시된 도 5의 수감부 정면도에서 보는 바와 같이 6개의 솔라셀은 동측셀(2a)와 서측셀(2b)이 한쌍으로, 남측셀(2c)와 중립셀(2e)이 한쌍으로 그리고 북측셀(2d)와 중립셀(2f)이 한쌍으로 배치되며, 도시된 도 6의 수감부 우측면도에서 보는 바와 같이 남측셀(2c)의 경사각(θc)와 북측셀(2d)의 경사각(θd)는 입사되는 태양광에 따라 발생하는 기전력(전류와 전압)의 차이를 분명하게 하기 위해 동일하지 않으며, 도시된 도 7의 수감부 밑면도에서 보는 바와 같이 동측셀(2a)의 경사각(θa)와 서측셀(2b)의 경사각(θb)도 입사되는 태양광에 따라 발생하는 기전력(전류와 전압)의 차이를 분명하게 하기 위해 동일하지 않으며, 또한 동측셀(2a)와 서측셀(2b)은 중립셀(2e, 2f) 보다 아래에 위치하되 서로 다른 단차(Da, Db)를 가지도록 배치되는 것으로 임의 시점에 입사되는 태양광에 대하여 각 쏠라셀에서 발생하는 기전력(전류와 전압)의 차이를 확대하기 위함이며, 이해를 돕기 위하여 도시된 도 8은 수감부(2)에 입사되는 태양광의 일실례를 보여주는 것으로, 수감부 중심으로부터 서측으로 기울어진 태양의 입사광은 동측셀(2a)와 서측셀(2b)의 경사각(θa, θb, θc, θd)과 단차(Da, Db)에 의한 일부 빛가림으로 두 셀의 기전력(전류와 전압) 발생의 차이를 더욱 확대하는 효과를 내고 있고, 쌍인 2개의 쏠라셀은 같은 극성으로 연결하는 역극성 직렬연결을 함으로써 각각의 쏠라셀에 발생하는 기전력의 차이로 인하여 전류의 방향이 바뀌게 되는 바, 한편 짧은 시간이지만 쌍이 되는 2개의 쏠라셀에 입사되는 태양광에 따라 발생하는 기전력(전류와 전압)이 같을 경우는 이론상 그 시간이 대단히 짧고 또한 전류의 흐름이 없으므로 아무런 신호발생이 없도록 하고 있다.The
상기와 같은 기전력(전류와 전압) 발생 원리에 따라 동서방향의 방위각 추적을 살펴보면, 도시된 도 9는 개념적 회로도로서 동서방향의 태양의 방위각을 추적하기 위한 구동부를 제어하기 위해 수감부 쏠라셀 2a와 2b는 서로 역극성으로 직렬연결하고 pnp 트랜지스터와 npn 트랜지스터의 베이스를 하나로 연결하여 수감부와의 연결점으로 하고 연결점의 극성에 따라 선택적으로 하나의 트랜지스터가 작동하므로써 릴레이(RL 'A')가 구동부에 공급하는 전류(신호)를 보내거나 차단하는 스위치가 되도록 하는 것으로, 보다 구체적으로 동측셀(2a)보다 서측셀(2b)에 태양광의 입사량이 많아지면 도 10a에 도시된 바, 연결점이 (-)극성이 되어 pnp 트랜지스터가 작동하여 제어부 작동전류가 R2를 거쳐 릴레이A(RL 'A')의 2번 단자와 상시접점인 9번 단자에 전류가 흐르게 되고, 릴레이 내부 전자력에 의해 4번 단자와 7번 단자가 연결되어 구동부로 큰 전류(신호)를 공급하게 됨으로써 태양열 집열판이나 솔라셀 판넬(5)을 태양과 정면으로 마주하도록 서측으로 회전을 시작하게 되고 이 후 서측 쏠라셀(2b)의 신호 유무에 상관없이 회전은 지속되며 한편 이에 따라서 수감부 동측 쏠라셀(2a)에 입사되는 태양광이 증가하게 되는 데 도10b에 도시된 바, 동측 쏠라셀(2a)의 기전력(전류와 전압)이 점차 증가하다가 서측 쏠라셀(2b)보다 커지게 되면 전류의 방향이 바뀌어 역전류가 흐르게 되고 따라서 연결점이 (+)극성으로 바뀌게 되어 npn 트랜지스터가 작동을 하게 되며 제어부 작동전류가 R3를 거쳐 릴레이A(RL 'A')의 1번 단자와 상시접점인 9번 단자에 전류가 흐르게 되고, 릴레이 내부 전자력에 의해 4번 단자와 7번 단자는 떨어지게 됨에 따라 구동부로 전류(신호)를 차단하게 되어 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 서측으로의 회전은 멈추게 되고 이 후 동측 쏠라셀(2a)의 신호유무에 상관없이, 서측셀(2b)의 기전력이 증가하여 연결점이 (-) 극성으로 바뀌고 pnp 트랜지스터가 작동할 때까지 구동부 정지는 지속된다.Referring to the azimuth tracking in the east-west direction according to the principle of generating electromotive force (current and voltage) as shown above, FIG. 9 is a conceptual circuit diagram of the receiver
태양의 서측이동에 따라서 방위각 추적을 완료하고 일몰 후 익일 일출을 대비하여 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬을 초기위치로 복귀하도록 제어할 필요가 제기되는 바, 일실례로 도시된 개념적 복귀 회로도인 도 11에 따르면 제어부에 내장된 디지탈 시계타이머(T)가 래치릴레이D(RL 'D')의 2번 단자와 9번 단자에 연결되어 있으되 24시에 2번 단자로 전류(신)호를 공급하는 수초간의 짧은 시간을 제외한 나머지 시간에는 전류(신호)가 발생하지 않으며, 릴레이D(RL'D')는 구동부로 전류(신호)를 공급하도록 단자 4번과 단자 7번을 항상 연결하고, 릴레이D(RL'D')의 4번 단자 또는 7번 단자와 직렬연결된 상시접촉 리미트 스위치(LS)를 구동부의 적절한 위치에 구비하고 있다. 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 위치가 어디에 있든 24시가 되지 않으면 시계타이머(T)가 전류(신호)를 발생하지 않으므로 복귀구동은 작동하지 않으며 일몰 후 24시 정각에 시계타이머(T)의 수초간의 전류(신호)에 따라 비로소 릴레이D(RL'D')의 2번 단자에 전류가 흐르고 릴레이'D'의 4번 단자와 7번 단자가 연결되고, 구동부의 적절한 위치에 부착된 리미트스위치(LS)도 상시접촉이므로 비로소 구동부로 전류(신호)가 공급되어 구동부는 일출 전 초기위치로 역구동을 시작하며 이 후 시계타이머의 신호유무와 관계없이 역구동은 지속되고 가동부의 적절한 위치에 부착된 리미트스위치(LS)가 물리적 접촉을 하면서 4번 단자 또는 7번 단자와 직렬 연결된 리미트스위치(LS)가 강제개방되면서 구동부로의 전류(신호)가 차단되어 비로소 구동부의 역구동은 정지한다. 이 후 일출이 되고 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)이 방위각 추적을 위하여 움직임으로써 리미트스위치(LS)가 다시 연결되더라도 시계타이머(T)가 전류(신호)를 발생하지 않아 역구동은 작동하지 않는다.In accordance with the westward movement of the sun, it is necessary to complete the azimuth tracking and control the return of the solar panel or the solar panel to the initial position in preparation for the sunrise after the sunset. The digital clock timer (T) built in the control unit is connected to the
한편 계절에 따른 태양의 높이가 달라지는 고도각 추적을 살펴 보면, 동측에서 서측으로 일방향 이동이 일상 반복되는 것과 달리 고도의 최고(하지)점과 최저점(동지)를 연 1회 순환 반복하는 것으로 복귀 기능이 필요하지 않으므로 제어부 회로 구성을 단순화하고 작동의 간섭을 피하기 위해 본 발명인 태양추적제어장치(1)는 태양의 남향으로 추적을 제어하는 회로부와 북향으로 추적을 제어하는 회로부를 독립적으로 구성하였는 바, 임의 시점의 태양광 입사는 남측셀(2c)의 기전력과 북측셀(2d)의 기전력(전류와 전압)이 평형을 이루는 짧은 시간을 제외하면 반드시 선택적으로 둘 중 하나의 기전력(전류와 전압)이 커지게 되는 만큼 일단, 남향으로의 추적에 대한 이해를 돕기 위하여 일실례로 도시된 개념적 회로도인 도 12을 살펴보면, 남측셀(2c)와 중립셀(2e)가 한쌍으로 역극성으로 직렬연결하고 pnp 트랜지스터와 npn 트랜지스터의 베이스를 하나로 연결하여 수감부로부터의 연결점으로 하고 그 연결점의 극성에 따라 선택적으로 하나의 트랜지스터가 작동하므로써 릴레이B(RL 'B')가 구동부에 공급하는 전류(신호)를 보내거나 차단하는 스위치가 되도록 하는 것으로서, 구체적으로 중립셀(2e)보다 남측셀(2c)에 태양광의 입사량이 많아지면 도 13a에 도시된 바, 연결점이 (-)극성이 되어 pnp 트랜지스터가 작동하여 제어부 작동전류가 R5를 거쳐 릴레이B(RL 'B')의 2번 단자와 상시접점인 9번 단자에 전류가 흐르게 되고 릴레이 내부 전자력에 의해 4번 단자와 7번 단자가 연결되어 구동부로 전류(신호)를 공급하게 됨으로써 태양열 집열판이나 솔라셀 판넬(5)을 태양과 정면으로 마주하도록 남측으로 회전을 시작하게 되고 이 후 남측 쏠라셀(2c)의 신호 유무에 상관없이 회전은 지속되며, 이에 따라서 수감부 중립셀(2e)에 입사되는 태양광이 증가하게 되는 데 도 13b에 도시된 바, 중립셀(2e)의 기전력(전류와 전압)이 점차 증가하다가 남측셀(2c)보다 커지게 되면 전류의 방향이 바뀌어 역전류가 흐르게 되고 따라서 연결점이 (+)극성으로 바뀌게 되어 npn 트랜지스터가 작동을 하게 되며 제어부 작동전류가 R6를 거쳐 릴레이B(RL 'B')의 1번 단자와 상시접점인 9번 단자에 전류가 흐르게 되고 릴레이 내부 전자력에 의해 4번 단자와 7번 단자는 떨어지게 됨에 따라 구동부로 전류(신호)를 차단하게 되어 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 남측으로의 회전은 멈추게 되며 이 후 다시 남측셀(2c)의 기전력(전류와 전압)이 증가하여 연결점이 (-)극성으로 바뀌고 pnp 트랜지스터가 작동할 때까지 구동부 정지는 지속된다.On the other hand, if you look at the altitude angle tracking in which the height of the sun changes according to the season, the one-way movement from the east to the west is repeated every year, repeating the highest (lower) point and the lowest point (winter) of the altitude once a year. In order to simplify the control circuit configuration and to avoid the interference of operation, the solar
태양이 고도각의 최저점인 동지를 지나 고도각이 다시 높아지기 시작하면 북향으로의 추적을 위해 작동하여야 하는 데, 이를 이해하기 위해 일실례로 도시된 개념적 회로도인 도 14를 살펴보면 북측셀(2d)와 중립셀(2f)가 한쌍으로 역극성으로 직렬연결하고 pnp 트랜지스터와 npn 트랜지스터의 베이스를 하나로 연결하여 수감부로부터의 연결점으로 하고 그 연결점의 극성에 따라 선택적으로 하나의 트랜지스터가 작동하므로써 릴레이C(RL 'C')가 구동부에 공급하는 전류(신호)를 보내거나 차단하는 스위치가 되도록 하는 것으로, 보다 구체적으로 중립셀(2f)보다 북측셀(2d)에 태양광의 입사량이 많아지면 도 15a에 도시된 바, 연결점이 (-)극성이 되어 pnp 트랜지스터가 작동하여 제어부 작동전류가 R8를 거쳐 릴레이C(RL 'C')의 2번 단자와 상시접점인 9번 단자에 전류가 흐르게 되고 릴레이 내부 전자력에 의해 4번 단자와 7번 단자가 연결되어 구동부로 전류(신호)를 공급하게 됨으로써 태양열 집열판이나 솔라셀 판넬(5)을 태양과 정면으로 마주하도록 북측으로 회전을 시작하게 되고 이 후 북측 쏠라셀(2d)의 신호 유무에 상관없이 구동은 지속되며 한편 이에 따라서 수감부 중립셀(2f)에 입사되는 태양광이 증가하게 되는 데 도 15b에 도시된 바, 중립 쏠라셀(2f)의 기전력(전류와 전압)이 점차 증가하다가 북측 쏠라셀(2d)보다 커지게 되면 전류의 방향이 바뀌어 역전류가 흐르게 되고 따라서 연결점이 (+)극성으로 바뀌게 되어 npn 트랜지스터가 작동을 하게 되며 제어부 작동전류가 R9를 거쳐 릴레이C(RL 'C')의 1번 단자와 상시접점인 9번 단자에 전류가 흐르게 되고 릴레이 내부 전자력에 의해 4번 단자와 7번 단자는 떨어지게 됨에 따라 구동부로 전류(신호)를 차단하게 되어 태양열 집열판이나 쏠라셀 판넬(5)의 북측으로의 회전은 멈추게 되며 이 후 다시 북측셀(2d)의 기전력(전류와 전압)이 증가하여 연결점이 (-)극성으로 바뀌고 pnp 트랜지스터가 작동할 때까지 구동부 정지는 지속된다.When the sun starts to rise again after the sun rises above the lowest point of the altitude, it should work for tracking northward. To understand this, see Fig. 14, which is an example of a conceptual circuit diagram showing the north cell (2d) and The neutral cell (2f) is connected in reverse polarity in pairs, and the base of the pnp transistor and the npn transistor are connected together to form a connection point from the receiver, and one transistor is selectively operated according to the polarity of the connection point. C ') is a switch for sending or blocking a current (signal) to be supplied to the driving unit. More specifically, when the incident amount of sunlight increases in the
본 발명인 태양추적제어장치(1)은 일실례로 도시된 개념적 회로도인 도 9에서 보는 동서방향의 방위각 추적을 제어하는 수감부와 제어부, 도 11에서 보는 동서방향의 방위각 추적을 다시 시작하도록 일출 전 위치로 복귀시키는 제어부, 도 12에서 보는 남향으로의 추적을 제어하는 수감부와 제어부, 도 14에서 보는 북향으로의 추적을 제어하는 수감부와 제어부는 각각 독립적으로 구성되어 서로 영향을 주고 받지 않는다.The solar
본 발명인 태양추적제어장치(1)의 동서방향의 방위각 제어에 대한 흐름도는 도 17에 도시하였으며 남북방향의 고도각 제어에 대한 흐름도는 도 18에 도시하였다.The flow chart of the east-west direction azimuth control of the solar
1 태양추적제어장치
2 태양추적제어장치 수감부
2a 수감부 동측 쏠라셀
2b 수감부 서측 쏠라셀
2c 수감부 남측 쏠라셀
2d 수감부 북측 쏠라셀
2e, 2f 수감부 중립 쏠라셀
3 태양제어추적장치 수감부 보호 투명덮개
4 태양추적제어장치 제어부 상자(콘트롤 박스)
5 태양열 집열판 또는 쏠라셀 판넬
6 취부용 브라켓트
θa,θb,θc,θd 동서남북측 각 쏠라셀의 경사각
Da, Db 동,서측 각 쏠라셀의 단차
TR npn형 또는 pnp형 트랜지스터
RL 래치릴레이(Ratching Relay)
T 시계타이머(Clock Timer)1 solar tracking controller
2 Solar tracking controller
2a Prison Cell East Side Cell
2b Prison Cell West Side Cell
2c imprisonment south solar cell
2d prisoner north side solar cell
2e, 2f prisoner neutral solar cell
3 solar control tracking device
4 solar tracker control box (control box)
5 solar panels or solar panels
6 Mounting Bracket
θa, θb, θc, θd Tilt angle of each solar cell
Da, Db East, West side solar cell step
TR npn or pnp transistor
RL latching relay
T Clock Timer
Claims (4)
6개의 쏠라셀을 태양광 감지수단으로 수감부(2)에 배치하되 방위각 추적용으로 동서방향으로 동측셀(2a) 1개와 서측셀(2b) 1개를 태양 정면을 기준으로 기울기가 다른 경사각으로 동측과 서측에 배치하고, 고도각 추적용으로 4개의 쏠라셀 중 2개를 중립셀(2e, 2f)로 태양의 정면을 향하도록 하고 그 남측과 북측에 남측셀(2c) 1개, 북측셀(2d) 1개를 서로 다른 경사각으로 배치하고 또 동측셀(2a)과 서측셀(2b)은 중립셀(2e, 2f) 장착면보다 아래에 위치하여 태양의 방위 이동으로 인한 일부 빛가림을 할 수 있도록 한 것으로 그 기하학적 특징과 배치는 중립셀(2e, 2f)을 태양의 정면으로 할 때 동측셀(2a)과 서측셀(2b)와 남측셀(2c)과 북측셀(2d)의 각 경사각을 다르게 하고 또 동측셀(2a)와 서측셀(2b)의 중립셀(2e, 2f)로부터의 단차(Da, Db)를 다르게 배치한 태양추적제어장치Solar tracking, which tracks the east-west and east-west angles of the sun and the seasonally varying altitude angles, which are routinely repeated so that solar panels or solar panels for solar power generation (5) face the sun from time to time to maximize its efficiency. In the apparatus,
Six solar cells are placed on the receiver 2 by solar sensing means, but one ipsilateral cell 2a and one western cell 2b are located eastward and eastward for azimuth tracking at an inclination angle different from the front of the sun. 2 cells out of 4 solar cells for neutral angle tracking (2e, 2f) facing the front of the sun, and 1 south cell (2c), north cell ( 2d) One is placed at a different inclination angle and the ipsilateral cell 2a and the western cell 2b are located below the neutral cell 2e and 2f mounting surface so that some light may be blocked by the azimuth movement of the sun. The geometrical features and arrangements of these elements vary the inclination angles of the ipsilateral cell 2a, the western cell 2b, the south cell 2c, and the north cell 2d when the neutral cells 2e and 2f are in front of the sun. And the sun tracking control device in which the steps Da and Db are arranged differently from the neutral cells 2e and 2f of the ipsilateral cell 2a and the western cell 2b.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110043322A KR20120125715A (en) | 2011-05-09 | 2011-05-09 | Solar tracking control device with solar cell |
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| KR1020110043322A KR20120125715A (en) | 2011-05-09 | 2011-05-09 | Solar tracking control device with solar cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20120125715A true KR20120125715A (en) | 2012-11-19 |
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ID=47511219
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR20120125715A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102980313A (en) * | 2012-12-26 | 2013-03-20 | 首航节能光热技术股份有限公司 | Heliostat error correction system and method for solar tower optical-thermal power station |
| CN103715978A (en) * | 2013-11-26 | 2014-04-09 | 成都市容华电子有限公司 | Highly-efficient light-focusing solar power generation apparatus |
| CN105159331A (en) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 广州华凌制冷设备有限公司 | Photovoltaic cell panel tracking adjusting device and adjusting method and photovoltaic power supply system |
| CN105932947A (en) * | 2016-05-13 | 2016-09-07 | 洛阳斯特林智能传动科技有限公司 | Tower-type solar tracking system drive device |
-
2011
- 2011-05-09 KR KR1020110043322A patent/KR20120125715A/en not_active Application Discontinuation
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