KR850001135B1 - 태양광 수집장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

태양광 수집장치

제1도는 본 발명에 의한 태양광 수집장치의 1실시예를 설명하기 위한 요부 개략 구성도.

제2(a)도, 제2(b)도는 각각 본 발명의 실시예에 사용하여 매용 적합한 포토셀의 개략 사시도.

제3도 및 제4도는 각각 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 개략 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 태양광 집속 장치(파라보라 반사경) 15 : 검출 신호 전달용 광전달 매체

2 : 제1의 회전축 16 : 포토셀

3 : 고정팔 17 : 리이드 선

4 : 밸런스 웨이트 18 : 광도체

5 : 모용터 20 : 렌즈

6 : 지지팔 21 : 광전달 매체

7 : 제2의 회전축 30,31 : 파라보라 반사경

8 : 태양방향 검출센서 32 : 광도체 케이블

10 : 반사경 33 : 커프링

11-13 : 광전달 매체 34 : 리이드 선

14 : 투명용기

근래에 성 에너지 시대를 맞이하여, 태양광 에너지의 효과적 이용에 대하여 각 방면에서 활발하게 연구개발이 행하여지고 있으나, 이때에 태양광 에너지를 효과적으로 이용하기 위하여, 태양광 에너지 이용 기기를 태양의 이동에 추종(追從)시키는 것이 행하여지고 있다.

한편 태양광 에너지의 가장 효과적인 이용 방법은, 태양광 에너지를 전기에너지, 열에너지 등의 다른 형태의 에너지로 변환하지 않고, 그대로 광에너지로서 이용하는 것이지만, 태양광 수집장치가 상술한 바와같이 태양의 이동에 추종하는 것일 경우에는, 집속한 태양광을 전송하기 위한 광도체 튜우브, 광도체 케이블 또는 광도체 로드를, 2축의 주위에서 회전운동하는 태양광 집속장치에서 조명을 필요로 하는 고정부까지 상기 태양광 집속장치의 회전 운동에 영향을 받지 않도록 예를 들어 광도체 케이블이 감겨 엉키어 진다던가 꼬이지 않도록 배설한다는 것은 힘든 일이였다.

본 발명은, 상술과 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 특히, 태양의 이동에 추종하는 태양광 집속장치에 의하여 집속된 광을, 이 태양광 집속장치의 추종운동에 영향되지 않고 즉, 광전달 매체에 감겨 엉킴이나 꼬임이 생기지 않게 하여서 소망의 위치에 전송할 수 있도록 한 것이다.

제1도는, 본 발명에 의한 태양광 수집 장치의 1실시예를 설명하기 위한 요부 개략구성도이며, 도면중(1)은 태양광 집속장치 예를들어 파라보라 반사경, (2)는 이 파라보라 반사경(1)을 회동시키기 위한 제1의 회전축, (3)은 이 파라보라 반사경(1)을 회전축(2)에 일체적으로 고정하기 위한 고정팔, (4)는 밸런스 웨이트, (5)는 상기 제1의 회전축을 회동하기 위한 모우터, (6)은 상기 제1의 회전축(2)을 회동 자재로 지지하기 위한 지지팔, (7)은 상기 지지팔(6)과 일체적으로 구성되며 또한 상기 제1의 회전축(2)

상술과 같이 하여서, 파라보라 반사경을 태양의 이동에 추종하도록 제어하고, 이 파라보라 반사경의 초점에 위치에 집속된 태양광을 전기 에너지, 열 에너지 등으로 변환하여서 사용하는 것이 용이하지만, 그대로 광에너지로서 사용하고자 할 때에는, 집속된 광에너지를 그대로의 형태로 사용 개소까지 전송할 필요가 있고, 이 경우 회동 부분에서 집속된 광을 효율 좋고, 또한 회동부분에 영향받지 않고 고정부에 전송한다는 것은 광전달 매체가 감김으로 인한 엉킴이나 꼬임 및 태양광 검출센서에서의 검출 신호

본 발명은, 상술한 바와같은 실정을 감안하여서 된 것으로, 도시와 같이 파라보라 반사경(1)의 초점 위치에 이 파라보라 반사경(1)에 의하여 반사된 태양광을 평행광선으로 변환하여서 반사하기 위한 제2의 파라보라 반사경(10), 상기 제1의 회전축(2)과 동축이며, 이 회전축(2)과 일체적으로 회전하는 제1의 광전달 매체 예를들어 광도체 튜우브 또는 광도체 로드(11), 및 한쪽 끝이 이 제1의 광도체 튜우브 또는 광도체 로드(11)에 대하여 회전 가능하고, 다른 끝이 상기 제2의 회전축(7)과 동축의 제2의 광전달 매체 예를 들어 광도체 튜우브 또는 광도체 로드(12)를 설치하고, 상술과 같이 하여서, 제1의 파라보라 반사경(1)에 의하여 반사, 집속된 태양광을 제2의 파라보라 반사경(10)에 의하여 평행광선으로 변환하여 제1의 광도체 튜우브(11)내에 도입하고, 이 제2의 광도체 튜우브(11)및 제2의 광도체 튜우브(12)를 통하여 도입하여서 필요에 따라 이 제2의 광도체 튜우브(12)와 회전 자재로 결합된 제 3의 광전달 매체 예를들어 광도체 튜우브 또는 광도체 로드(13)를 통하여 임의 소망의 개소에 전송하게 한 것이다.

또한 제2의 광도체 튜우브(12)의 회전축(7)과 동축의 부분을 그대로 연장하여 사용하는 것도 가능하고, 이 경우에는, 제 3의 광도체 튜우브(13)는 불필요하다.

또한, (14)는 투명한 용기로, 이 용기(14)는 파라보라 반사경에 먼지가 부착한다던가, 이 파라보라 반사경이 바람등에 의하여 요동되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상술과 같이, 본 발명에 의하면, 태양광 집속장치에 의하여 집속된 광을 이 태양광 집속장치의 태양추종운동에 영향받지 않고, 이 회전운동하는 태양광 집속장치에서 고정 위치에 효과적으로 전달할 수가 있으나, 상기 태양광 집속장치는 그위에 태양의 방향을 검지하기 위한 태양 방향 검출센서(8)를 구비하고 있고, 이 태양 방향 검출센서(8)에 의하여 검출된 검출신호도 이 회동 운동하는 태양광 집속장치에서 도시하지 않은 제어기 등이 설치되어 있는 고정부에 전달할 필요가 있다.

이 태양방향 검출 센서는 이미 여러가지, 제안되어 있으며, 본 발명에 있어서는 다음 설명에서 명백한 것 같이, 그중에서 태양의 방향을 전기 신호 또는 광신호로서 검출할 수 있는 것이면 아무것이라도 사용가능하지만, 예를 들어, 본 출원인이 앞서 제안한 특원소 56-69781호(일본국 특허출원 공개소 57-4507) 명세서에 기개된 것과 같은 태양광 방향 센서를 사용하여도 가능하다.

이 특원소 56-69781호 명세서에 기재된 태양광 방향센서는, 태양의 방향을 광-전기 변환 소자를 사용한 광센서에 의하여 아날로그 전기 신호로 변환하는 것으로서, 종래는 이렇게 하여 검출한 전기적인 태양광 방향신호를 리이드 선을 통하여 제어회로로 보내, 이 제어회로에 의하여 상기 제1의 회전축(2)을 회동하는 제1의 모우터(5) 및 상기 제2의 회전축(7)을 회동하는 도시안한 제2의 모우터를 제어하게 하였다.

그러나 이 경우 종래의 기술과 같이 전기적인 검출신호를 리이드 선을 통하여 제어회로로 전달하게 하며는, 이 리이드 선에 대하여도 상기 광전달 매체의 경우와 같이 리이드 선의 감겨 엉킴이나 꼬임의 문제가 생긴다.

본 발명은 이러한 리이드선의 감겨 엉킴이나 꼬임의 문제도 해결한 것으로서, 예를 들어 태양방향 검출센서(8)에 의하여 검출한 전기적 검출신호에 의해 이 태양광 집속장치 상에 배설된 발신기를 제어하여서 무선신호로서 전송하고, 이 무선신호를 수신기로 수신하여 상기 모우터를 제어하게 하여도 좋고, 또는 도시와 같이 예를 들어 태양방향 검출센서(8)에 의하여 검출된 전기적 검출 신호에 의해 발광다이오드를 제어하고, 이 발광다이오드의 발광을 예를 들어 도시와 같이 광전달 매체(15)를 통하여 제2의 회전축(7)의 주위에 인도하여, 그 끝부(15a)로부터 이 제2의 회전축(7)에 수광끝부가 동축적으로 설치되어 있는 포토셀(16)에 인도하고, 이 포토셀(16)에 의하여 광신호를 전기 신호로 변환하고, 리이드선(17)을 통하여 상기 제어회로에 전달하여, 이 제0어회로를 제어하면서 상기 모우터를 제어하게 하여도 된다.

또한, 태양방향 검출센서(8)의 검출 신호를 도시와 같이 광전달 매체(15)를 통하여 전송할 경우, 광의 강약으로 전송하면 포토셀의 검출감도, 외래광(잡음)에 의한 영향 등의 점에 문제가 있음으로 검출 신호를 펄스 신호로 변환하여서 발광 다이오드를 온, 오프 제어하고, 이 광펄스 신호를 광전달 매체(15)로 전송하게 하면 좋다.

또한, 광전달매체(15)의 광신호를 리이드선(17)에 전달하는 수단으로서는, 예를 들어 제2(a)도에 표시한 것 같이, 포토셀(16)을 다수개의 포토셀(16a)을 제2의 회전축(7)의 주위에 원환상(圓環狀)으로 늘어놓고 광전달 매체(15)에서 방출되는 광신호를 받을 수 있게 하고, 각 포토셀에 접속된 리이드선(17)을 상기 제어회로에 인도하도록 하여도 좋고, 또는 제2(b)도에 표시한 것 같이, 수광면(18a)이 제2의 회전축(7)의 주위에 원환상으로 구성되면 출광끝부가 1점(18b)에 집결하여 있는 광도체(18)를 설치하고,

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 표시하는 계략구성도이며, 이 실시예는, 태양광 집속장치(1)를 제1도에 표시한 파라보라 반사경에 대신하여 다수매의 렌즈(20)로 구성하는 동시에, 이 렌즈의 초점위치에 광전달 매체(21) 예를 들어 광도체 케이블, 광도체 로드의 수광끝부를 배설하고, 렌즈(20)에 의하여 집속되어서 광전달 매체(21)에 도입된 태양광을 이 광전달 매체(21)를 통하여 제1도에 표시한 실시예와 같이 하여서 제1의 회전축(2)과 동축으로 배설된 광전달 매체 예를 들어 광도체 튜우브, 또는 광도체

제4도는, 본 발명의 다른 실시예를 표시한 요부 개략구성도이고, 이 실시예는 도시와 같이 제1의 파라보라 반사경(30)에 의하여 반사한 태양광을 제2의 파라보라 반사경(31)에 의하여 반사하여 평행광선으로 하고, 이 평행광선을 다시 제1의 파라보라 반사경(30)에 의하여 반사하여 입사각을 좁게 하여서 광도체 케이블(32)에 도입하게 함과 동시에, 이 광도체 케이블(32)을 제1의 회전축(2)과 동축의 점a을 통하여 제2의 회전축(7)과 동축으로배설하고, 제1의 회전축(2)과 제2의 회전축(7)과의 사이를 회동 자재의 커프링(33)에 의하여 결합하게 한 것이다.

이렇게 하며는, 광도체 케이블(32)은, 제1의 회전축(2) 및 제2의 회전축(7)이 회동할 때, 이들의 축의 주위에 꼬임이 생기는데, 이들의 꼬임은 회동 자재의 커프링(33)에 의하여 흡수되며, 따라서 광도체 케이블에 꼬임이나 감겨엉킴 등이 생기지 않는다. 같은 방법으로, 태양방향 검출센서(8)에서의 전기적 출력신호를 전송하는 리이드선(34)도 제1의 회전축(2) 및 제2의 회전축(7)과 동축의 점을 통하여 배설하는 것도 가능하며, 이렇게 하면 이 리이드선(34)은 이들의 회전축 주위에서 꼬임이 생기나, 이 꼬임은 예를 들어 제1의 회전축(2)의 회전에 의하여 꼬이면, 이 제1의 회전축(2)에 관하여 리이드선(34)의 양 끝부가 이 리이드선(34)의 가요성에 의하여 비교적 자유로운 지지에 의하여 효과적으로 흡수되어 리이드선의 감겨 엉키는 등의 문제는 생기지 않는다.

또한, 제2의 회전축(7)에 의한 꼬임에 대하여도 같으며, 이 제2의 회전축(7)과 평행한 비교적 긴 직선부와 적어도 그 한쪽 끝이 비교적 자유로운 지지에 의하여 이 제2의 회전축(7)의 회전에 따르는 꼬임도 효과적으로 흡수할 수가 있다.

또한, 이 리이드선(34)은, 광도체 케이블(32)과 일체적으로 하여 배선하여도 좋고, 전연 독립시켜서 배선하여도 좋다는 것이 용이하게 이해된 것이다.

이상의 설명에서 명백한 것과 같이, 본 발명에 의하면 태양의 이동에 추종하는 태양광 집속장치에 의하여 집속된 광 및 이 태양광 집속장치상에 부착된 태양방향 검출센서에서의 검출 신호를, 이 태양광 집속장치의 추종 운동에 영향되지 않고 다시 말하면, 집속된 태양광을 전송하기 위한 광전달 매체 및 검출신호를 전송하기 위한 광전달 매체 또는 리이드선에 감겨 엉키거나 꼬임이 생기지 않게 하여서 소망의 개소에 전달할 수가 있다.

Claims (16)

1. 태양광을 집속하기 위한 태양광 집속장치(1)와, 이 태양광 집속장치(1)를 회전자재로 지지하기 위한 제1의 회전축(2)과, 제1의 회전축(2)을 지지하며, 또한 이 제1의 회전축과 직교하는 제2의 회전축(7)과, 상기 태양광 집속장치(1)에 의하여 집속된 광을 수광하여 전송하기 위한 광전달 매체(11),(12),(13)로 되고, 이 광전달 매체(111),(12),(13)가 상기 제1의 회전축(2) 및 제2의 회전축(7)에 동축으로 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 태양광 집속장치(1)를 파라보라 반사경에 의하여 구성한 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 파라보라 반사경에 의하여 집속한 광을 재차 반사하여서 상기 제1의 회전축(2)과 동축의 광전달 매체(11)에 도입하게 한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 태양광 집속장치(1)를 다수개의 렌즈(20)에 의하여 구성한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 각 렌즈(20)의 초점 위치에 광전달매체(21)의 수광끝단을 배설하고, 이 광전달매체(21)에 도입된 광을 상기 제1의 회전축(2)과 동축으로 배설된 광전달 매체(11)에 도입하게 한것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
6. 제 1항 내지 제5항의 어느 1항에 있어서, 상기 광전달 매체(11),(12),(13),(21)가 광도체 케이블, 광도체로드, 또는 광도체 튜우브인 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 태양광 수집장치에 밸런스 웨이트(4)를 설치한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
8. 태양광을 집속하기 위한 태양광 집속장치와, 이 태양광 집속장치를 회전 자재로 지지하기 위한 제1의 회전축과, 제1의 회전축을 지지하고, 또한 이 제1의 회전축과 직교하는 제2의 회전축과, 상기 태양광 광속장치에 의하여 집속된 광을 수광하여 전송하기 위한 광전달 매체를 가지며, 이 광전달 매체가 상기 제1의 회전축 및 제2의 회전축과 동축으로 배설되어 있는 태양광 수집장치에 있어서, 상기 태양광 집속장치(1)상에 태양의 방향을 검지하기 위한 태양광 방향 검출 센서(8)를 설치한 것을 특
9. 제8항에 있어서, 상기 태양광 방향 검출센서(8)에 의하여 검출된 태양광 방향신호를 전파 신호로 변화하여 발신하고, 상기 태양광 집속장치 이외의 임의 장소에 설치된 수신장치로 수신하게 한 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 태양광 방향세서(8)에 의하여 검출한 태양광 방향신호를 광신호 또는 적외선 신호로 변환하여 광도체 케이블(15)내에 도입하고, 이 광도체 케이블(15)을 상기 제1의 회전축(2)및 제2의 회전축(7)에 따라서 배설하여 상기 제2의 회전축(7)과 동축에 배설된 포토셀(16)에 방사하게 한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 광신호를 펄스 변조하여 상기 광도체 케이블 내에 도입하게 한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
12. 제8항 내지 제11항의 어느 1항에 있어서, 상기 태양광 방향센서의 검출 신호에 의하여 상기 제1의 회전축(2)및 제2의 회전축(7)을 구동하여서 상기 태양광 집속장치를 태양 방향으로 향하게 한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
13. 태양광을 집속하기 위한 파라보라 반사경(30)과 이 파라보라 반사경(30)을 회전 자재로 지지하기 위한 제1의 회전축(2)과, 이 제1의 회전축(2)을 지지하며, 또한 이 제1의 회전축(2)과 직교하는제2의 회전축(7)과, 상기 파라보라 반사경(30)의 초점 위치에 수광끝면이 배설된 광도체 케이블(32)을 가지며, 이 광도체 케이블(32)을 상기 제1의 회전축(2)과, 축동의 점(a)을 통하여 상기 제2의 회전축(7)과 동축에 배설함과 동시에, 상기 제1의 회전축(2)에서 제2의 회전축(7)에 이르는 도중에 회전 자재의 커프링(33)으로 접속한 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 파라보라 반사경(1)과 일체2적으로 태양의 방향을 검지하기 위한 태양광 방향 검출센서(8)를 설치한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 태양광 방향 검출센서(8)에서의 전기적 출력 신호를 상기 제1의 회전축(2) 및 제2의 회전축(7)에 따라서 배설된 리이드선(34)을 통하여 전송하게 한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 리이드선(34)과 광도체 케이블을 일체적으로 하여 상기 제1의 회전축(2) 및 제2의 회전축 (7)을 통하여 배설한 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.

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