KR860000292B1 - 태양광 방향센서 - Google Patents

태양광 방향센서

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KR860000292B1
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Abstract

내용 없음.

Description

태양광 방향센서
제1도는 본 발명의 선행 기술인 태양광 방향센서의 1예를 설명하기 위한 측단면도.
제2도는 제1도에서의 Ⅱ-Ⅱ 선단면도.
제3도는제1도에 나타낸 태양광 방향센서를 사용한 전기회로의 1예의 표시도.
제4도는 제1도에 나타낸 태양광 방향센서의 동작원리의 설명도.
제5도 내지 제8도는 각각 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 개략측단면도.
제9도는 본 발명에 다른 실시예에 의한 태양광 방향센서의 전체사시도.
제10도는 제9도에서의 Ⅹ-Ⅹ 선단면도.
제11도는 제9도의 평면도.
제12도는 제10도에서의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선단면도.
제13도는 통체(101)내에 있어서 간접 태양광(Ⅰ)의 분포도.
제14도 및 제15도는, 각각 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 측단면도.
제16도는 본 발명에 의한 태양광 방향센서의 측단면도.
제17도는 제16도의 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 통체 2 : 플랜지
3 : 플랜지 4X1,4X2,4Y1,4Y2: 광센서
5 : 광센서 L : 태양광
10 : 차동증폭기 11 : 모우터
101 : 통체 102 : 플랜지
X1,X2,X3,X4,XC: 광센서 103 : 창
104 : 바닥판 105 : 창
106 : 플랜지 203 : 창
본 발명은 태양의 방향을 검출하기 위한 태양광 방향센서에 관한 것이다.
근래에 에너지 절약시대를 맞이하여, 각 방면에서 태양광에너지의 효과적인 이용에 대하여 연구 개발이 행하여 지고 있으나, 태양광에너지를 효과적으로 이용하기 위해여서는, 우선 태양광에너지를 효과적으로 수집하는 것이 매우 중요한 것이며, 이를 위하여서는 태양광 에너지수집장치를 태양의 이등에 추종 시켜서 가장, 효율이 좋은 상태로 태양광에너지를 수집할 필요가 있다.
이와같은 목적을 가진 태양광 방향센서는 이미 여러가지가 개발되어 있으나, 종래의 것은 반드시 그 정도가 높은 것이라고는 할수 없었다.
본 발명은 상기한 바와같은 점을 감안해서 이루어진 것으로서, 특히 태양광에너지 수집장치에 탑재하여서 이 태양광에너지 수집장치를 태양의 이동에 자동으로 추적시키는데 적합한 태양광 방향센서를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
제1도는, 본 출원인이 앞서 제안한 태양광 방향센서의 측단면도, 제2도는 제1도에서의 Ⅱ-Ⅱ선단면도로서, 도면중, (1)은 불토명체인 통체, (2)는 불투명체인 상단부 플랜지, (3)은 하단부 플랜지이고, 하단부 플랜지(3)의 상부면에는 적어도 한쌍의 광센서 짝(4X1)과 (4X2) 또는 (4Y1)과 (4Y2)등 각쌍의 2개의 센서가 통체(1)의 중심축에 대하여 서로 대칭위치에 있도록 배치되고, 각 광센서의 내측끝단(Xa), (Ya)은 (Xa)에서 (Xa)까지, (Ya)에서 (Ya)까지의 각 거리가 상단부 플랜지 (2)의 내경과 같은 위치에 각각 배설되어 있다.
각 센서짝은 서로 수직관계로 하는 것이 바람직스럽다.
따라서 통체(1)의 중심축이 태양광과 평행할때, 다시 말해서 태양광이 L0의 방향에서 올 때에는, 광센서 (4X1),(4X2) ,(4Y1),(4Y2)에는 태양광의 직접 전달광은 입사하지 않고, 광센서 (4X1),(4X2) ,(4Y1),(4Y2)의 출력은 간접 전달광에만 대응한 출력이 된다.
그러나 태양광이 L1에서 L0의 범위내의 방향에서 올때, 다시 말해서 태양광의 입사방향에 대하여 통체(1)가 θ4X1의 범위의 경사를 가지고 있을 때에는, 광센서(4X1)에만 태양광이 직접 전달광이 입사하고, 광센서(4X2)에는 태양광의 직접 전달광은 입사하지 않으며, 또한 태양광이 L0에서 L2의 범위방향에서 올때, 다시 말해서 태양광의 입사방향에 대하여 통체(1)가 θ4X2의 범위로 경사되어 있을때에는, 광센서(4X1)에는 태양광의 직접 전달광은 입사하지 않고, 광센서(4X2)에만 태양광의 직접 전달광이 입사하므로, 이들 광센서 (4X1), (4X2)의 출력을 제3도에 나타내는 바와같이 차동증폭기(10X)로 비교하여서, 그 차이가 0이 되도록 모우터(11X)를 구동하면, 태양광에너지 수집장치는 Y축(4Y1과 4Y2를 연결하는 선)에 대하여 항상 태양방향을 향하여 가장 효율이 좋은 상태로 태양광에너지를 수집하는 것이 가능하여 진다.
또한 Y축의 방향으로 태양광의 입사방향이 벗어났을 때에는, 광센서(4Y1)와 (4Y2)의 출력을 차동증폭기(10Y)로 비교하여서 그 차이가 0이 되도록 모우터(11Y)를 구동하면, 상기와 같이 태양광에너지 수집장치는 X축(4X1과 4X2를 연결하는 선)에 대하여 항상 태양광방향을 향하여 가장 효율좋은 상태로 태양광에너지를 수집할 수가 있다.
또한(5)는 상단부 플랜지(2)상부면에 설치된 광센서로, 이 광센서(5)에 의하여 태양광의 유무를 검출하여 태양광이 있을 때에만 상기와 같은 축적동작을 하게하고, 야간등 태양광이 없을 때에는 추적동작을 정지시키게 한다.
또한 제1도에 있어서, 광센서(5)를 총 태양광 검출용센서로, (4X1)을 직접 전달 태양광량 검출용 센서 또는 간접 태양광량 검출용 센서, (4X2)를 간접 태양광량 검출용 센서(또는 직접전달 태양광량 검출용 센서)로 한다면,
총 태양광량 S(럭스)와, 직접전달 태양광량 D(럭스)와, 간접태양광량 I(럭스)와의 사이에는,
S=D+I……(1) 의, 관계가 있으므로, 직접전달 비율을 β(β=D/S)라고 한다면,
S=βㆍS+(1-β)S……(2) 가 된다.
여기에서, 광센서(5)에 의하여 검출되는 총 태양광량 S에 관련된 출력신호 L0(mV), 광센서(4X1)에 의하여 검출되는 직접전달 태양광량 D 및 간접태양광량 I에 관련된 출력신호를 L1(mV), 광센서(4X2)에 의하여 검출되는 간접태양광량 I에 관련된 출력신호를 L2(mV)로 하고, 또한 광센서(4X1)(또는 4X2)의 원통내 광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고,
상기 광속의 외주가, 제4도에 나타낸 것과 같이 이 광센서(4X1)(또는 4X2)를 가로 지르는 위치의 센서의 전장에 대한 비율을 α로 한다면, 태양광이 L0와 L1사이에 있을때, 즉 α가 0＜α＜1의 범위내에 있을때에는, 광센서(4X1)의 부분에는 직접전달 태양광이 들어오고, (1-α)의 부분에는 간접태양광이 들어온다.
한편 광센서(4X2)에는 간접 태양광만이 들어간다.
따라서,
Figure kpo00001
(단, δ : 변환계수=S/L0,
β : 직접전달 비율=D/S)가 된다. 여기에서, 상기(3)식을 정리하면,
Figure kpo00002
로 되어,
Figure kpo00003
를 얻는다.
따라서 (5)식에서 명백한 바와 같이 α는 관측가능량 L0, L1, L2만으로 표시되며, 직접 전달비율 β및 변환계수 δ와는 전혀 독립된 것이고, 이들에 영향을 받은 일은 없다.
또한 통체(1)에 대한 태양광의 입사각이 0＜α＜1에 대응하는 각도의 범위내에서는, 태양광의 입사각은 (5)식에 나타낸 것과 같이 센서(5), (4X1),(4X2)의 출력신호에 의하여 일률적으로 결정되므로, 센서(5), (4X1),(4X2)의 출력신호에 (5)식의 계산을 하면, 통체(1)가 태양광의 입사각에 대하여 어느정도 편각하고 있는 가를 검출할 수 있고, 따라서 통체(1)를 그 편각만큼 회동시키도록 제어하는 것이 가능해 지고, 특히 스탭핑모우터를 사용하였을 경우의 오우버헌팅(Over Hunting)을 효과적으로 방지할 수가 있다.
또한 α＞1의 경우에는, 제4도에서 명백한 바와같이, α=1의 경우와 동일하기 때문에 제어계통은 (5)식의 α=1을 만족시키게 작동하고 있어, 따라서 흐린날 등에 의하여 통체(1)에 대한 태양광의 입사각이 상당량 편각하였을 경우에 있어서도, α=1의 위치까지는 신속하게 추종하며, 그후 0＜α＜1의 범위내로 들어가면 편각량에 알맞는 양만큼만 구동된다.
본 발명은 상기한 바와같은 선행기술을 더욱 개선한 것으로서, 상기 α를 보다 정확하게 산출할 수 있도록 한 것이다.
즉, 상기 선행기술에 있어서는, 플랜지(2)위에 설치한 광센서(5)(제1의 광센서)와 통체(1)의 하단부에 설치한 광센서(4X1)(제2의 광센서) 및 (4Xδ)(제3의 광센서)의 강도가 다르다 던지, 또는 광센서를 플랜지(2)위에 놓았을 때에 이 광센서가 받는 태양광량과, 이 광센서를 통체의 하단부에 위치시켰을 때에 이광센서가 받는 태양광량과의 사이에 차이가 생기기 때문에, 다시 말해서, 통체내 하단부에서는 플랜지(2)상부에 비해서 간접 태양광이 적고, 따라서 통체내 하단부에 설치되는 광센서의 출력신호가 플랜지(2)상부에 설치되는 광센서의 출력신호보다 적게되기 때문에, 상기 (5)식은 반드시 만족스럽게 작용하는 것이 못된다.
본 발명은 이와같은 선행기술의 불편을 덜기 위하여 이루어진 것으로서, 지금 제2(또는 제3)의 광센서의 전체면에 태양광이 쬐일 때의 출력신호를 L1라고 하고, 제1의 광센서의 출력신호를 L0으로 하여서 그 비 L1/L0를 λ로 하고, 플랜지(2)의 총태양광량을 S, 통체내 하단부의 직접전달광량을 D, 간접태양광량을 I로 한다면 제5도의 조건하에서,
Figure kpo00004
로 되고,
Figure kpo00005
가 되어, λ를 미리 측정하여 둠으로써, 더욱 정확하게 α의 값을 구할 수 있다.
제6도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략구성도이고, 도시와 같이, 제5도에 나타낸 실시예에 있어서 광센서(5)를 통체(1)의 바닥부 중앙으로 가져와서 (5a)로 한 것이다. 이와같이 하여도 상기 α의 값을 구할 수 있어, 광센서(5a)의 걷출출력을 LC(mV), 광센서(5a)와 (4X1)(또는 4X2)과의 사이의 보정계수를 λa라고 한다면, 이 경우에는
Lc=λaβLc+λa(1-β)L2가 되어,
Figure kpo00006
가 되어, 광센서(5a)와 광센서(4X1),(4X2)와의 사이의 보정수 λa를 미리 구해둠으로써 상기 α를 더욱 정확하게 구할 수 있게 된다.
제7도는, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 개략구성도로서, 제5도에 나타낸 실시예의 광센서(4X1),(4X2)를 도시와 같이 통 체내의 광속내로 가져간 것으로, 이렇게 하여도 상기 α를 구할수 있고 도시예의 경우, 상기와 마찬가지,
Figure kpo00007
가 되어,
Figure kpo00008
이 되어서, 상기와 마찬가지로, α를 더욱 정확하게 구할 수 있다.
제8도는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하게 위한 개략측단면도로서, 제7도에 나타낸 실시예의 광센서(5)를 통체(1)의 바닥의 중앙부에 (5a)로서 가져온 것으로, 이 실시예에 의하면, 광센서(5a)와 광센서(4X1)(또는 4X2)와의 사이의 보정계수를 λc로 하여, 광센서(5a)의 출력신호를 Lc(mV), 통체내의 총태양광량을 Sc라고 하면,
Figure kpo00009
가 되어서,
Figure kpo00010
가 되어, 상기와 마찬가지로, α의 값을 정확하게 구할 수 있다.
이상의 설명에서 명백한 바와같이, 본 발명에 의하면, 간단하고 또한 저렴한 구성으로, 그리고 정확하게 태양광의 입사방향을 검출할 수가 있는 것이다.
제9도는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양광 방향센서의 전체사시도, 제10도는, 제9도에서의 Ⅹ-Ⅹ선 단면도, 제11도는 평면도, 제12도는 제10도에서의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선 단면도로서, 도면중 (101)은 각형상 또는 환형상통체, (102)는 이 통체의 상단부에 설치된 플랜지, (X1)~(X4) 및 (Xc)는 광센서이며, 상기플랜지(102)의 중앙부에는 다각형 또는 원형의 창(103)이 설치되어 있다.
광센서(X1)~(X4)는, (X1)과 (X2) 및 (X3)와 (X4)가 각각2짝을 이루고 제12도에 나타낸 바와같이 통체(101)의 중심선에 대하여 서로 대칭이 되도록 서로 대향하여 배설되며, 또한 그 내측 끝단면이 통체(101)를 태양방향으로 정확하게 향하게 하였을 때에 생기는 플랜지(102)의 그늘선과 일치하도록 배설되고, 광센서(Xc)는 바닥판(104)의 상면 대략 중앙에 배설되어 있다.
따라서, 통체(101)가 정확하게 태양의 방향을 향하고 있을 때, 다시 말해서 태양광이 A방향에서 들어올때에는 광센서 (X1)~(X4)에는 직접 전달태양광(D)는 입사하지 않고, 간접 태양광(I)만이 입사하고, 광센서(Xc)에는 직접전달 태양광(D)및 간접 태양광(I)이 입사하게 된다.
그러나 통체(101)가 태양의 방향에서 벗어나, 예를들어 태양광이 B방향에서 온다고 한다면, 광센서(X1)는, α의 부분으로 직접 태양광(D)을 전달 받고, 전체로는 간접 태양광(I)을 받으면, 광센서(X2)는 간접태양광(I)만을 받게 된다.
더욱 상세히 설명한다면, 통체(101)가 태양의 방향, 정확하게 일치하고 있을 때에는, 광센서(X1)와(X2)(또는 X3과X4)가 받은 태양광은 동일하고, 통체(101)가 태양의 방향으로부터 벗어나면 광센서(X1)와(X2)(또는 X3와X4)에 입사하는 태양광이 달라지므로,
이 차이를 검출하여서 광센서(X1)와 (X2)에 들어가는 태양광이 같은 양이 되도록, 다시 말해서 통체(101)가 A 방향을 향하도록 제어하면,
통체(101)는 정확하게 태양방향을 향하게 되고, 따라서 이 태양과 방향센서를 탑재한 태양광수집 장치도 정확하게 태양의 방향으로 향하게 된다.
그러나 상기와 같은 태양광 방향 센서에 있어서는, 통체(101)내에서의 간접 태양광(I)의 분포는, '13도에 나타내는 바와 같이, 중앙부에 있어서 크고 외주부로 작기 때문에, 이 차이를 보정하지 않으면 직접전달 태양광의 광센서를 횡단하는 위치 즉, 상기 α를 정확하게 구할 수 없게된다.
본 실시예는 상기와 같은 통체내에서의 간접 태양광의 분포 역시 고려하여서 태양광 방향 센서의 방향과 태양의 위치와의 벗어남을 수량으로서 정확하게 검출할 수 있게한 것이다.
제9도 내지 제12도에 나타낸 태양광 센서에 있어서, 지금 플랜지(102)의 상면에 광센서(X0)를 배설하였다고 가정하고, 이 광센서(X0)에 입사하는 총 태양광량을 S0, 직접전달 태양광량을 D0, 광센서(X0)의 전기적 출력신호를 L0, 이 광센서의 광전(光電)변환계수를 δ0를 (=S0/L0), 직접전달 비율을 β0(=D0/S0)라고 하면,
Figure kpo00011
가 성립한다.
마찬가지로, 광센서(Xc)에 대하여는
Figure kpo00012
가 성립한다.
또한, 광센서(X1)에 대하여는, 이 광센서(X1)의 전체면에 직접 전달 태양광이 쬐일 때에는,
Figure kpo00013
가 성립한다.
이때에, 광센서(X2)에는, 직접 전달 태양광이 쬐고있지 않기때문에, 이 광센서(X2)에 대하여는,
Figure kpo00014
이 성립한다.
(단, I2는 광센서(X2)에 입사하는 간접 태양광량) 여기에서, 지금 광센서(X1)의 일부에 태양광이 쬐이고 있을 경우, 즉 광센서(X1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고, 이 광속의 외주가 제2도에 나타내는 바와 같이, 이 광센서(X1)를 가로 지르는 위치의센서(X1)의 전장에 대한 비율을 α로 한때에, 상기 통내광속의 외주가 0＜α＜1의범위내에 있을경우에는 광센서(X1)에 들어가는 총태양광량을 S1, 그때의 전기적 출력 신호를 L1(mV), 광전변환 계수를 δ1라고 하면, S1=δ1L1이 성립한다.
여기에서 직접 전달 태양광은 광센서(X1)의 α부분에만 입사하고, 간접 태양광은 이 광센서(X1)의 전체면에 입사 하므로,
S1=αD1+I1=αDc+S2…(109)
(단, I1은 광센서(X1)에 입사하는 간접 태양광량이고 이것은, 광센서(X2)에 입사하는 간접태양광량 I2즉 광센서(X2)에 입사하는 총태양 광량 S2와 대략 같다.
가 성립하여, 제(109)식에 제(104)식 및 제(107)식을 대입하면,
S1=αβcδcLc+δzL2…(110)
이 나온다. 따라서, S1=δ1L1이므로, 제(110)식은,
δcL1=αβcδcLc+δ2L2…(111)
이 된다.
한편,
Dc=Sc-Ic…(112) 이고, 여기서,
Figure kpo00015
(단 I2≒I1)라고 하면, 상기(112)식은
Figure kpo00016
가 되고, 이에 의하여,
Figure kpo00017
를 얻는다. 이 제(115)식을 제(111)식에 대입하면,
Figure kpo00018
가 되고, 이에 의하여,
Figure kpo00019
을 얻을 수 있다.
여기에서, 통체(1)의 형태, 크기가 정해지면, 이 통채내에 입사한 간접 태양광의 상대적 분포는 일정하기 때문에, 미리 Ic및 I2를 실제로 측정하여 구하고, λ=I2/Ic를 구해놓으면, 이 λ는 정수가 된다.
그리고, 상기 δ1,δ2,δc는 정수이므로, 상기와 같이 하여서 λ=I2/Ic를 미리 구하여 두면, 각 광센서의 전기적 출력신호 만으로 부터 α 즉 태양광의 입사방향과 태양광 방향광센서의 벗어남을 수량적으로 정확하게 구할수 있는 것이다.
제14도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 측단면도로서, 도시와 같이 통체(101)의 중간부에 플랜지(102)의 창(103)과 같거나, 또는 이 창(103)보다 작은 창(105)을 가지는 제2의 플랜지(106)을 설치하여 이 제2의 플랜지(106)상에 상기 광센서(X1)~(X4)에 상당하는 광센서(X1)~(X4)를 설치하고, 통체(101)의 하단부에 상기광센서(Xc)를 설치한 것이다.
이렇게 하면, 광센서(Xc)에 입사하는 간접광을 광센서(X1)~(X4)에 입사하는 간접광과 대략 같게할 수 있고, 따라서 이 실시예에서는 제(113)식에서의 λ가 1이 되므로, 제(117)식은
Figure kpo00020
로 되어서, 상기 실시예와 같이 λ를 미리 실측하는 일없이, 광센서의 전기적 출력신호만으로 태양광의 입사방향과 태양광 방향센서의 벗어남(α)를 수량적으로 구할 수가 있다.
제15도는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 도시와 같이 통체(101)의 중간부에 제14도에 나타낸 실시예와 동일한 제2의 플랜지(106)를 설치하여 통체(101)의 하단부에 상기 광센서(X1)~(X4) 및 (Xc)에 상당하는 광센서(X1)~(X4) 및 (Xc)를 설치한 것으로(단 이 경우 광센서(X1)~(X4)는 그 내측의 끝단부가 제2의 플랜지의 창의 가장자리와 같은 위치에 배설된다). 이렇게 하면, 광센서(X1)~(X4) 및 (Xc)입사하는 간접 태양광이 더욱 균등해지고, 상기 제(118)식을 보다 만족시킬 수 있는 것이다.
또한 제15도에 나타낸 실시예에 있어서, 제2의 플랜지(106)를 통체(101)의 축방향(화살표 Z방향)으로 조정가능하게 하면, 광센서의 검출정도를 원하는 값으로 조정하는 것이 가능해 지고,
특히 제15도에 나타낸 실시예에 있어서는, 제2의 플랜지(106)상에 광센서를 구비하고 있지 않기 때문에, 광센서의 리이드선에 대한 배려를 할 필요가 없어서, 편리하다.
이상에서, 실시예에 대하여 설명하였으나, 상기 각 실시예에 있어서, 정상운전 상태에서 항상 직접전달태양광이 입사는 광센서(Xc)의 강도(1/δc)와, 정상운전 상태에서 간접 태양광만이 입사하는 광센서(X1)(X1~X4도 동일)의 강도1/δ1은, 그 지역의 년간에 걸친 평균적인 간접광비율(1-β0)을 고려하여 δc/δ1가, 다습지역에서는 약 5, 건조지역에서는 약 10이되도록 설정하면, 태양광의 강약에 그다지 영향받지 않고, 광센서의 검출범위를 최적의 범위내로 할 수가 있다.
그러나, 상기 제9도 내지 제15도의 태양광 방향센서에 의하면, 태양이 구름등에 의하여 순간적으로 가려지면, 태양광이 순간적으로 산란되고, 그 산란광이 통체내의 광센서(X1)~(X4)에 광량적으로 불균일하게 또는 시간차를 가지고 입사하여, 그 순간적인 불균형에 태양광 수집장치가 민감하게 추종하여 헌팅을 일으키는 원인을 발생하는 등의 결점이 있었다.
본 실시예는, 상기와 같은 선행기술의 결점을 해결하기 위하여 된 것으로서, 제16도에 그 측단면도, 제17도에 평면도를 나타내는데, 본 실시예는, 제16도 및 제17도에 나타내는 바와같이, 창(103)의 가장자리로 부터 내린 수직선이 광센서(X1)~(X4)의 중간부(제9도~제12도에 나타낸 실시예 에서는 끝단부)에 오도록 이광센서(X1)~(X4)를 배설하게 한 것이다.
즉, 제9도~제12도의 실시예에 있어서는, 플랜지(102)의 창(103) 가장자리로부터 내린 가상 수직선과 광센서(X1)~(X4)의 내측 끝단부를 일치시키도록 하였으나, 이 광센서(X1)~(X4)의 끝단부를 창(103)의 가장자리로부터 내린 가상 수직선에 정확하게 일치 시키는것은 대단히 곤란한 것이고, 또한 광센서(X1)~(X4)의 끝단부를 정확하게 직선 마무리 한다는 것도 대단히 곤란하며, 또한 각 광센서의 끝단부가 직접 전달광의 유무를 결정하는 경계선 상에 있으므로, 검출기의 동작 개시점이 대단히 불안정하였으나,
본 실시예 있어서는, 창(203)의 가장자리로부터 내린 가상 수직선이 광센서(X1)~(X4)의 임의의 중간 위치에 오게 구성되어 있기 때문에, 상기선행 기술에서와 같은 불안정 염려는 없어지고, 다만 각 센서(X1)~(X4)이 폭l만을 정확하게 마무리하면 되며, 따라서, 대단히 간단한 구성으로 정확하면서 또한 헌팅등의 불안정 동작을 생기게 하는일 없이 태양광의 방향을 검출할 수 있는 것이다.
단, α는 제16도에 나타내는 바와 같이 창(203)의 가장자리로 부터 내린 가장수직선이 닿은 위치를 0위치로 한다.
또한, 광센서(X1)~(X4)의 중간위치에 직접 전달광의 유무를 결정하는 경계선이 오도록 구성되어 있기 때문에, 이 경계선의 이동에 대하여 광센서의 검출 출력의 직선성이 좋아지고, 또한 직접 전달광이 닿고 있는 부분의 검출 출력이 미리 바이어스 되어 있는 것이 되기 때문에, 순간적으로 외부 산란이 발생하여도 그것으로 그다지 큰 영향을 받지는 않는다.
즉 N/S 및 직선성이 좋아지고, 제어가 대단히 쉬어지는 것이다.

Claims (16)

  1. (정정) 통체(1)와, 이 통체(1)의 상단부에 설치되고 또한 이 통체(1)의 내부 직경보다 작은 내경의 불투명체인 플랜지(2)와, 이 플랜지(2)의 상면에 설치된 제1의 광센서(5)와, 상기통체(1)의 하단부에 설치되고, 또한 내측의 끝단부의 거리가 상기 플랜지(2)의 내경과 같고, 또한 서로 대칭위치에 배설된 적어도 한쌍의 제2 또는 제3의 광센서(4X1,4X2,4Y1,4Y2)를 가지며, 상기 제1의 광센서(5)에 의하여 검출되는 총 태양광량에 관련한 출력신호를 L0(mV), 제2(또는 제3)의 광센서(4X1),(4Y1)에 의하여 검출되는 직접전달 태양광량 및 간접태양광량에 관련한 출력신호를 L1(mV), 제3(또는 제2)의 광센서(4X2),(4Y2)에 의하여 검출되는 간접 태양광량에 관련된 출력신호를 L2(mV)로 하고, 또한 상기 제2(또는 제3)의 광센서(4X1),(4Y1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고, 이 광속의 외주가 상기 제2(또는 제3)의 광센서(4X1),(4Y1)를 가로 지르는 위치의 해당 광센서의 전장에 대한 비율을 α라고 하였을 때,
    이 α가
    Figure kpo00021
    (단, λ는 상기 제1의 광센서(5)와 제2(또는 제3)의 광센서(4X1),(4Y1)가 전면적에 걸쳐서 태양광을 수광하였을 때의 출력신호의 비율)로 표시되게 한 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  2. 통체(1)와, 이 통체(1)의 상단부에 설치되고, 또한 이 통체(1)의 내경보다 작은 직경의 불투명체인 플랜지(2)와, 상기통체(1)의 하단부에서 이 통체의 대략 중앙부에 설치된 제1의 광센서(5a)와, 상기통체(1)의 하단부에 설치되고, 또한 내측의 끝단부가 상기플랜지(2)의 내경과 같은 대칭위치에에 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(4X1),(4X2)를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1의 광센서(5a)에 의하여 검출되는 총태양광량에 관련된 출력신호를 Lc(mV), 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)에 의하여 검출되는 직접전달 태양광량 및 간접태양광량에 관련된 출력신호를 L1(mV), 제3)또는 제2)의 광센서(4X2)에 의하여 검출되는 간접태양광량에 관련된 출력신호를 L2(mV)로 하고, 또한 상기 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고, 이 광속의 외주가 상기 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)를 가로지르는 위치의 해당센서의 전장에 대한 비율을 α라고 할 때에,
    이 α가
    Figure kpo00022
    (단, λ는 상기 제1의 광센서(5a)와 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)가 전면적에 걸쳐서 태양광을 수광하였을 때의 출력 신호의 비율)로 표시되는 것을 특징으로 하는 태태광 방향센서.
  4. 통체(1)와, 이 통체(1)의 상단부에 설치되고 또한 이 통체(1)의 내경보다 작은 직경의 불판명체인 플랜지(2)와, 이 플랜지(2)의 상면에 설치된 제1의 광센서(5)와, 상기 통체(1)의 하단부에 설치되고 또한 외측의 끝단부가 상기 플랜지의 내경과 같은 대칭 위치에 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(4X1),(4X2)를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1의 광센서(5)에 의해서 검출되는 총 태양광량에 관련된 출력신호를 L0(mV), 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)에 의해서 검출되는 직접전달 태양광량 및 간접태양광량에 관련된 출력신호를 L1(mV), 제3(또는 제2)의 광센서(4X2)에 의해서 검출되는 간접 태양광량에 관련된 출력신호를 L2(mV)로 하고, 또한 상기 제2의(또는 제3)의 광센서(4X1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고, 이 광속의 외주가 상기 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)를 가로지르는 위치의 해당 광센서의 전장에 대한 비율을 α라고 하였을 때, 이 α가
    Figure kpo00023
    (단, λ는 상기 제1의 광센서(5)와 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)가 전면적에 걸쳐 태양광을 수광하였을 때의 출력신호의 비율)로 표시되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  6. 통체(1)와, 이 통체의 상단부에 설치되고, 또한 이 통체(1)의 내경보다 작은 직경의 불투명체인 플랜지(2)와, 상기통체(1)의 하단부에 있어서 이 통체(1)의 대략 중앙부에 설치된 제1의 광센서(5a)와, 상기통체(1)의 하단부에 설치되고, 또한 외측의 끝단부가 상기 플랜지(2)의 내경과 같은 대칭 위치에 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(4X1),(4X2)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1의 광센서(5a)에 의하여 검출되는 총 태양광량에 관련된 출력신호를 Lc(mV), 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)에 의하여 검출되는 직접전달 태양광량 및 간접태양광에 관련된 출력신호를 L1(mV), 제3(또는 제2)의 광센서(4X2)에 의하여 검출되는 간접 태양광량에 관련되는 출력신호를 L2(mV)로 하고,
    또한 상기 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고, 이 광속이 가로 지르는 위치의 해당 광센서의 전장에 대한 비율을 α라고 할 때에, 이 α가
    Figure kpo00024
    (단, λ는 상기 제1의 광센서(5a)와 제2(또는 제3)의 광센서(4X1)가 전면적에 걸쳐 태양광을 수광하였을 때의 출력신호 비율)로 표시되게 한 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  8. 통체(101)와, 이 통체(101)의 상단부에 설치되고, 또한 통체(101)의 내경보다 작은 다각형의 창을 가지는 불투명체인 플랜지(103)와, 상기통체(102)의 하단부에 있어서 이 통체(101)의 대략 중앙부에 설치된 제1의 광센서(Xc)와, 상기통체(101)의 하단부에 설치되고 또한 내측의 끝단부가 상기 플랜지(102)의 창(103)의 가장자리와 같은 대칭 위치에 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(X1~X4)를 가진 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  9. (정정) 제8항에 있어서, 상기 제1의 광센서(Xc)의 광전변환계수를 δc, 전기적 출력신호를 Lc(mV), 상기 제2의광센서(X1)의 광전변환 계수를 δ1, 전기적 출력신호를 L1(mV), 상기 제3의 광센서(X2)의 광전변환계수를 δ2, 전기적 출력신호를 L2(mV)라고하고, 또한 상기 제2의 광센서(X1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하고, 이 광속의 외주가 상기 제2의 광센서(X1)를 가로 지르는 위치의 해당센서의 전장에 대한 비율을 α라고 할 때에, 이 α가
    Figure kpo00025
    (단, =I1(또는 I2)/Ic, Ic는 제1광센서(Xc)의 간접 입력태양광, I1(또는 I2)은 제2(또는 제3) 광센서(X1)의 간접입력 태양광)로 표시되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  10. 제9항에 있어서, 상기 δc와δ1(또는δ2)의 비 δc/δ1(또는 δc/δ2)를 5내지 10으로 선택한 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  11. 제10항에 있어서, 통체(101)와, 이 통체(101)의 상단부에 설치되고 또한 통체(101)의 내경보다 작은 직경의 창(103)을 가지는 불투명체인 제1의 플랜지(102)와. 상기통체(101)의 하단부에 있어서 이 통체(101)의 대략 중앙부에 설치된 제1의 광센서와, 상기 제2의 플랜지(106)의 상면에 설치되고 또한 내측의 끝단부가 상기 제1의 플랜지(102)의 창(103)의 가장자리와 같은 대칭 위치에 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(X1~X4)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제21의 광센서(Xc)의 광전변환 계수를 δc, 전기적 출렌신호를 Lc(mV), 상기 제2의 광센서(X1)의 광전변환 계수를 δ1, 전기적 출력신호를 L1(mV), 상기 제3의 광센서(X2)의 광전 변환계수를 δ2, 전기적 출력신호를 L2(mV)라고 하고, 또한 상기 제2의 광센서(X1)의 통내광속의 외주에 접하는 쪽을 0으로 하여, 이 광속의 외주가 상기 제2의 광센서(X1)을 가로지르는 위치의 해당 센서의 전장에 대한 비율을 α라고 할 때에, 이 α가
    Figure kpo00026
    로 표시되는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  13. 제12항에 있어서, 상기 δc와δ1(또는 δ2)과의 비 δc/δ1(또는 δc/δ2)를 5내지 10으로 선택한 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  14. 통체(101)와, 이 통체(101)의 상단부에 설치되고, 또한 이통체(101)의 내경보다 작은 직경의 창(103)을 가지는 불투명체인 제1플랜지(102)와, 상기통체(101)의 중간부에 설치되고 또한 상기 창(103)과 동일하거나 이 창(103)보다 작은 직경의 창(105)을 가지는 불투명체인 제2의 플랜지(106)와, 상기통체(101)의 하단부에 있어서 이 통체(101)의 대략 중앙부에 설치된 제1의 광센서(Xc)와, 상기통체(101)의 하단부에 설치되고 또한 내측의 끝단부가 상기 제2의 플랜지(106)의 창(105)의 가장자리와 동등한 대칭 위치에 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(X1~X4)를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2의 플랜지(106)를 상기통체(101)의 축방향으로 조절가능하게 한 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
  16. 통체(201)와, 이 통체(201)의 상단부에 설치되고 또한 이 통체(201)의 내경보다 작은 다각형의 창(203)을 보유하는 불투명체인 플랜지(202)와, 상기 통체(201)의 하단부에 있어서 이 통체(201)의 대략 중앙부에 설치된 제1의 광센서(Xc)와, 상기통체(201)의 하단부에 설치되고 또한 그 중간위치가 상기 플랜지(202)의 창 가장자리에 내린 가상 수직선과 교차하는 위치에 대칭으로 배설된 적어도 한쌍의 제2 및 제3의 광센서(X1~X4)를 가지는 것을 특징으로 하는 태양광 방향센서.
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