KR100941458B1 - Safety devices for dual axis solar tracking system and driving method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양축식 태양광추적시스템의 안전장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태풍이나 돌풍과 같은 상황에서도 높은 안전성을 제공할 수 있는 양축식 태양광추적시스템의 안전장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a safety device and a driving method thereof of a two-axis solar tracking system, and more particularly, a safety device and a driving thereof of a two-axis solar tracking system that can provide high safety even in a situation such as a typhoon or a gust. It is about a method.
일반적으로 태양광발전은 총 사업비중 약 60% 이상이 태양전지 제작에 사용되기 때문에 발전단가를 낮추기가 매우 어렵다. In general, it is very difficult to reduce the cost of solar power generation because about 60% of the total project cost is used for solar cell production.
따라서, 태양광발전시스템의 경제성 확보를 위해 태양광추적시스템을 이용하여 태양전지가 태양과 수직이 되도록 하여 태양광 발전 효율을 극대화시킬 수 있도록 하여야 한다. Therefore, in order to secure the economic feasibility of the photovoltaic power generation system, the solar cell tracking system should be made perpendicular to the sun to maximize the photovoltaic power generation efficiency.
이러한 태양광추적시스템은 크게 단축식과 양축식으로 분류된다.Such solar tracking systems are classified into two types: single axis and double axis.
단축식은 태양의 방위각만을 추적하는 방식으로서, 적어도 1개 이상의 기둥을 이용하여 구조적인 안전성은 높지만 발전효율은 양축식에 비해 높지 않으며, 부정형의 토지형상과 부지의 절·성토에 따른 부등침하에 크게 영향을 받기 때문에 태양의 정밀추적에 어려움이 있으며, 부정형 토지를 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있다.The short axis type tracks only the azimuth angle of the sun. Its structural safety is high by using at least one pillar, but its power generation efficiency is not higher than that of the double axis type. Since it is affected, there is a difficulty in precise tracking of the sun and there is a problem in that the irregular land is not effectively utilized.
이에 반하여 양축식은 방위각뿐만 아니라 고도각을 최대 발전효율이 되도록 조절하여 태양광 발전효율을 높일 수 있다.On the contrary, the dual axis type can increase the photovoltaic power generation efficiency by adjusting not only the azimuth angle but also the elevation angle to the maximum power generation efficiency.
특히, 양축식은 최근에 개발되고 있는 지금보다 수 백배의 태양광을 집광할 수 있는 집광형태양광발전시스템이 요구하는 적은 오차범위 내에서 태양을 정밀 추적할 수 있는 최적의 시스템임을 알 수 있다.In particular, it can be seen that the dual axis type is an optimal system for precisely tracking the sun within a small error range required by a condensing type photovoltaic power generation system capable of concentrating hundreds of times of solar light, which has been recently developed.
그러나, 이러한 양축식은 하나의 기둥부재 위에 상부프레임이 설치되기 때문에 태풍 및 돌풍에 취약하며, 태양광발전모듈 탑재수량이 제한되고, 안전성이 떨어지는 문제점 있다.However, such a double shaft type is vulnerable to typhoons and gusts because the upper frame is installed on one pillar member, the amount of photovoltaic module mounting is limited, there is a problem that the safety falls.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조적인 안전성을 높여 태풍이나 돌풍과 같은 상황에서 전복되거나 붕괴되지 않고, 종래에 비해 보다 많은 수의 태양광발전모듈을 장착할 수 있으며, 극히 적은 오차 범위 내에서 태양을 안정적으로 정밀하게 추적할 수 있는 양축식 태양광추적시스템의 안전장치 및 그 구동방법을 제공하고자 한다.Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, it is possible to install a larger number of photovoltaic modules than in the past, without overturning or collapsing in a situation such as typhoons or gusts to increase the structural safety, The present invention aims to provide a safety device and a method of driving the double-axis solar tracking system that can reliably and accurately track the sun within a very small margin of error.
본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는, 기준 풍속 이상일 때 작동하여 태양광 발전모듈 지지장치를 소정의 위치에 고정하도록 자동으로 작동되는 능동적 안전모듈과 상기 태양광 발전모듈 지지장치를 구조적으 로 보강하기 위한 수동적인 안전모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, the active safety module and the solar power generation is automatically operated to operate when the reference wind speed or more to fix the photovoltaic module support device in a predetermined position It includes a passive safety module for structurally reinforcing the module support device.
본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는, 기준 풍속 이상으로 일정시간 지속될 때 태양광발전모듈 지지장치를 안전모드로 구동시킨 후 잠금 상태를 유지하는 능동적 안전모듈을 구비하여 돌풍이나 강풍에도 태양광추적시스템의 견고성을 유지할 수 있다. Safety device of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, the active safety module for maintaining the locked state after driving the photovoltaic module support device in a safe mode when a certain time is maintained above the reference wind speed. Therefore, the robustness of the solar tracking system can be maintained even in gusts and strong winds.
본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는, 능동적 안전모듈의 안전바와 고도각 구동장치인 액츄에이터가 회전축을 중심으로 좌우 무게중심 하방에 배치되도록 하여 돌풍이나 강풍이 불더라도 바람의 영향을 최소화할 있어서 태양광추적시스템이 전복되거나 붕괴되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, the safety bar of the active safety module and the actuator of the altitude angle driving device is arranged in the lower left and right center of gravity around the axis of rotation even if a gust or strong wind blows Minimizing the effects of wind can effectively prevent the solar tracking system from overturning or collapsing.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는, 능동적 안전모듈을 별도의 구동장치 없이 고도각 제어용 액츄에이터의 구동과 연동하여 제어함으로써 설치비용을 절감할 수 있고, 전체 소비전력을 낮출 수 있다.In addition, the safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, by reducing the installation cost by controlling the active safety module in conjunction with the drive of the height angle control actuator without a separate drive device, The power consumption can be lowered.
본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는 수동적 안전모듈의 보조지지부재를 이용하여 태양광발전모듈 지지장치를 구조적으로 보강하며, 모듈지지부재 길이가 약 5m 정도 되더라도 강한 지지력을 제공할 수 있기 때문에 종래에 비하여 보다 많은 수의 태양광 발전모듈을 설치할 수 있으며, 주 지지보를 따라 더 많은 태양광 발전모듈을 설치할 수 있다.Safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention is to structurally reinforce the photovoltaic module support device using the auxiliary support member of the passive safety module, even if the module support member length is about 5m Since the support force can be provided, a larger number of photovoltaic modules can be installed than in the related art, and more photovoltaic modules can be installed along the main support.
본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는 수동적안전모듈중 주 지지보의 중앙부에 설치된 원형관부재를 이용하여 간단하게 주 지지보 의 무게중심을 낮춰주며, 적은 구동력으로 고도각을 용이하게 조정할 수 있다.The safety device of the double-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention simply lowers the center of gravity of the main support beam by using a circular pipe member installed at the center of the main support beam of the passive safety module, and with low driving force. Elevation angle can be easily adjusted.
본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치는 수동적안전모듈 중 삼각트러스트구조의 보조축지지부재를 이용하여 돌풍 발생 등 큰 풍압이 발생하는 경우에도 이를 넓은 면적으로 분산시켜 집중응력을 제거할 수 있다.Safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, even if a large wind pressure such as gusts generated by using the auxiliary shaft support member of the triangular trust structure of the passive safety module by dispersing it in a large area The stress can be removed.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 안전장치가 안전모드인 도 1에 도시한 양축식 태양광 추적시스템의 측면도이고, 도 3은 도 1의 A부 확대도이다.1 is a front view of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. Side view of the two-axis solar tracking system, Figure 3 is an enlarged view of portion A of FIG.
우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 지지장치에 대해 상세히 설명하겠다.First, referring to Figures 1 to 3, it will be described in detail for the support device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 양축식 태양광 추적시스템(1)은 태양전지를 지지하기 위한 태양광 발전모듈 지지장치(100), 상기 태양광 발전모듈 지지장치를 움직이게 하여 태양전지의 방위각을 변화시키는 회전장치(200), 양축식 태양광 추적시스템(1)이 강풍에 효과적으로 견딜수 있도록 상기 태양광 발전모듈 지지장치(100)를 구조적으로 보강하기 위한 수동적 안전모듈(Passive Safety Items; 300), 기준 풍속 이상일 때 작동하여 상기 태양광 발전모듈 지지장치(100)를 소정의 위치에 고정하도록 능동적으로 자동 작동되는 능동적 안전모듈(Active Safety Items; 400), 및 풍속 및 일사량 등과 같은 운전요건을 확인하여 상기 능동적 안전모듈(400)을 제어함과 동시에 태양전지의 고도각과 방위각을 정밀오차 범위 내(예 : 0.5° 이하)에서 제어하기 위한 전자제어장치(500)를 포함한다.1 to 3, the dual-axis
우선 태양광 발전모듈 지지장치(100)는 지면 또는 콘크리트 블록 상에 수직하게 고정된 제 1 기둥부재(110)와, 상기 제 1 기둥부재(110) 상부에 길게 배치되는 주 지지보(120)와, 상기 주 지지보(120)에 대해 직각으로 나란히 배치되어 태양광 발전모듈이 설치되는 복수의 모듈지지부재(130)를 포함하여 구성된다.First, the photovoltaic
상기 제 1 기둥부재(110)는 원통형강관으로 이루어지며, 상단부에는 탁구채모양의 제 1 플랜지부(111) 및 제 2 플랜지부(112)가 순차적으로 배치된다.The
상기 제 1 플랜지부(111) 및 상기 제 2 플랜지부(112)는 그 중앙에 상기 회전장치(200)의 회동축(210)이 삽입될 제 1 및 제 2 관통홀(111a, 112a)이 각각 형성되어 있다.The first and second through
상기 제 1 관통홀(111a)을 상기 제 2 관통홀(112a)보다 크게 형성하는 것이 상기 제 2 관통홀(112a)을 통과한 상기 회동축(210) 하단부에 상기 회동축(210)을 고정하기 위한 고정부재(도 5b에서 자세히 설명함)를 용이하게 설치할 수 있어서 바람직하다.Forming the first through
즉, 상기 제 2 관통홀(112a)을 관통한 상기 회동축(210) 하단부에 고정부재를 배치하고, 상기 제 1 플랜지부(111)와 상기 제 2 플랜지부(112)를 체결볼 트(113)를 통해 단단히 볼팅하는 경우에 상기 고정부재들은 상기 1 관통홀(111a) 아래에 용이하게 배치될 수 있으며, 상기 고정부재들이 상기 제 1 관통홀(111a)보다 작은 제 2 관통홀(112a)에 걸려서 상기 회동축(210)의 하단부가 상기 제 1 및 제 2 플랜지부(111, 112)로부터 이탈하지 않도록 할 수 있다.That is, a fixing member is disposed at a lower end of the
또한, 상기 제 1 플랜지부(111) 및 제 2 플랜지부(112)의 동심원을 따라 대응하는 위치에 복수개의 체결볼트홀(111b, 112b)이 소정 간격을 두고 이격 배치되어 상기 체결볼트(113)에 의해서 체결될 때 단단히 고정될 뿐만 아니라 상기 회동축에 의해 전달되는 힘을 고르게 분산시켜 견고성을 제공할 수 있다.In addition, the plurality of fastening
상기 체결볼트홀(111b, 112b)은 상기 제 1 플랜지부(111) 및 제 2 플랜지부(112)의 일측, 예컨대, 후술하는 감속기(230)가 취부될 돌출부(111c, 112c)에는 배치되지 않을 수 있다.The fastening
이 경우에, 감속기(230)의 취부를 방해하지 않을 뿐만 아니라 감속기(230)를 상기 돌출부(111c, 112c)에 대해 고정 시 전체적으로 균형을 맞출 수 있다. In this case, not only does not interfere with the mounting of the
또한, 상기 제 1 플랜지부(111) 하부에 상기 체결볼트홀(111b) 사이에 삼각 보강립(114)을 용접 결합시켜 힘을 분산시키고 보강할 수 있으며, 상기 제 1 기둥부재(110) 하단부에도 제 3 플랜지부(116), 체결볼트(117), 및 삼각 보강립(118)을 이용하여 지면 또는 콘크리트 블록에 대해 단단히 고정될 수 있다.In addition, by welding the triangular reinforcing
이제 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 회전장치(200)에 대해 상세히 설명하겠다.4 and 5a to 5d will be described in detail with respect to the rotating
도 4는 도 1의 B부 확대도이고, 도 5a 내지 도 5d는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 회전장치를 설명하기 위한 사시도, 분해사시도, 회동축기어와 감속기의 확대 사시도, 회동축의 확대 사시도이다.Figure 4 is an enlarged view of the portion B of Figure 1, Figures 5a to 5d is a perspective view, exploded perspective view, a rotating shaft gear and a reducer for explaining a rotating device of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, respectively Is an enlarged perspective view of the rotating shaft.
다시 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템(1)은 상기 제 1 기둥부재(110) 상단의 제 2 플랜지부(112) 상에 배치되어 상기 회동축(210)을 270° 범위 내에서 방위각을 추적하기 위해 회전시키는 회전장치(200)와 상기 주 지지보(120)의 중심에 대해 70°범위 내에서 고도각 추적을 위해 태양광발전모듈 지지장치(100)를 상하 구동시키는 액츄에이터(410)로 구동된다.As shown in FIG. 2 again, the biaxial
여기서, 상기 회동축(210)을 270° 범위 내에서만 회전시키도록 한 것은 상기 제 2 플랜지부(112)의 돌출부(112c)상에 고정되는 감속기(230)와의 간섭을 방지하고 일출부터 일몰시까지 방위각 추적에 필요한 회동범위이기 때문이다.Here, the rotation of the
상기 액츄에이터(410)는 태양광 발전모듈 지지프레임(주 지지보, 태양광 발전모듈지지부재, 태양전지를 포함)을 지지 및 회전시키는데 최적의 힘이 작용되도록 상기 제 1 기둥부재(110) 중심에서 일정간격 이격 설치되며, 이하 세부적인 사항은 능동적 안전모듈(400)와 같이 상세히 설명하겠다. The
보다 자세하게 도 4 내지 도 5d를 참조하면, 상기 회전장치(200)는 수직방향으로 길게 형성되고 소정 직경을 갖는 회동축(210)과, 상기 회동축(210) 상단에 결합되는 회동축기어(220)와, 상기 회동축기어(220)와 치합하여 상기 회동축(210)를 회동시키는 감속기(230)와, 상기 회동축기어(220)와 상기 감속기(230)의 감속기어(231)를 눈이나 비 등 외부 환경으로부터 보호하기 위한 원통형강관으로 이루어 진 보호덮개(240)를 포함한다.4 to 5D, the
상기 회동축(210)은 그 하단부에 나사산이 형성되어 있으며, 상기 회동축(210)의 상단부는 직경이 다르게 2단 가공되어 회동축기어(220)에 끼워맞춤 고정되고, 상기 회동축기어(220)의 상단부가 제 3 플랜지부(221)에 대해 각각 대응되게 형성된 볼트체결홀(220a 221a)을 통해 볼트(221b)로 단단히 고정되어 있다.The rotating
상기 회동축(210)의 중간 외주부에는 회동축하우징부재(211)가 제 1 베어링(212)을 매개로 끼워맞춤 결합되어 상기 제 2 기둥부재(310) 상부의 전체 축 하중이 걸리더라도 적은 힘으로 미세한 방위각 조정을 할 수 있도록 원활하게 회동될 수 있다.The rotating
또한, 상기 회동축하우징부재(211)는 상기 제 2 플랜지부(112)상에 용접결합되어 있으며, 복수개의 삼각 보강립(211a)에 의해서 보강 고정된다.In addition, the rotation
한편, 상기 제 2 플랜지부(112)의 제 2 관통홀(112a)을 관통한 상기 회동축(210)의 하단부에는 원주방향을 따라 나사산 외에 키홈이 더 형성되며, 상기 제 2 관통홀(112a) 보다 큰 제 1 관통홀(111a)를 지나 온 상기 회동축(210)의 하단부에 판스프링(210b)과 고정용너트(210a, 210c)를 매개로 제 2 베어링(213)이 이격없이 단단히 결속될 수 있다.On the other hand, the lower end of the rotating
상기 판스프링(210b)은 상기 제 2 베어링(213)의 결속력이 이완되지 않고 지속될 수 있도록 해준다.The
이 상태에서 전술한 바와 같이, 상기 제 1 플랜지부(111) 및 제 2 플랜지부(112)가 동심원을 따라 체결되면, 전술한 볼트체결 패턴에 따라 회동축(210)의 회전력이 분산될 뿐만 아니라 상기 회동축(210)이 상기 제 2 플랜지부(112)를 관통한 상기 회동축(210)의 나사산 및 키홈(210d)이 형성된 하단부에, 상기 제 1 플랜지부(111)의 관통홀(111a) 직경과 대략 내경이 동일한 제 2 베어링(213)이 상기 고정용너트(214)와 판스프링(210b)을 매개로 단단히 결합되어 강풍이나 회전장치(200) 동작시 태양광발전모듈 지지장치(100)가 좌우 흔들림 없어 정밀한 방위각 추적이 가능하도록 한다.In this state, as described above, when the
또한 상기 회동축(210)를 회동시키는 회동축기어(220)의 기어산(220b)과 감속기어(231)의 기어산(231a)이 상기 제 1 기둥부재(110) 상단에 배치될 수 있기 때문에 상기 감속기어(231)가 관통하는 연결홀(240a)을 일측부에 형성하기만 하면, 원통형 강관으로 보호덮개(240)를 용이하게 제작하여 취부할 수 있다.In addition, since the
또한, 수직 하방으로 길게 연장된 회동축(210)에 결합되는 상기 제 1 및 제 2 베어링(212, 213)은 추력볼베어링으로 축 방향으로 작용하는 추력을 지지하고 상기 회전축기어(220)가 상기 감속기(230)에 의해 안정적으로 회전하여 방위각을 조절할 수 있도록 작동된다. In addition, the first and
이러한 구성에 의하면, 보호덮개(240)를 관형부재로 용이하게 제조 및 취부할 수 있고, 기어 치면 손상이 적어 적은 회전운동으로 방위각을 조절할 수 있으므로 소비전력이 적고, 수직으로 길게 연장된 회전축부재(210) 하단에 부하가 집중되더라도 단단히 고정할 수 있어서 돌풍과 같은 큰 풍압에도 태양광발전모듈지지장치(100)가 좌우로 흔들리지 않게 할 수 있다.According to this configuration, the
이와 같이 본 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 회전장치는 기존의 군사장비 등에 사용되는 고가의 선회 베어링(turn table bearing) 대신 2개의 기어, 베어링 하우징, 및 플레이트를 결합한 단순한 구조를 이용할 수 있으면서, 20년의 수명 기간 동안 대략 40,000 회 정도 회전하는 태양광추적시스템에 적합한 수명을 제공할 수 있다.As such, the rotating device of the dual axis solar tracking system according to the present embodiment may use a simple structure combining two gears, a bearing housing, and a plate instead of an expensive turn table bearing used in existing military equipment. It can provide a lifetime that is suitable for solar tracking systems that rotate about 40,000 times over a 20-year lifetime.
따라서, 기존 선회 베어링 대비 약 20%의 가격으로 회전장치를 제작할 수 있으며, 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전장치는 한 쌍의 기어를 이용한 단순한 구조이면서도 극히 적은 오차로 회전축을 정밀하게 회전시킬 수 있으므로 방위각 정밀추적이 가능하여 집광형태양광 시스템에 적합할 뿐만 아니라 태양광 전지를 태양광 직각으로 유지시킬 수 있어 발전량을 증대시킬 수 있다.Therefore, the rotating device can be manufactured at a price of about 20% compared to the existing slewing bearing, and the rotating device according to the embodiment of the present invention precisely rotates the rotating shaft with a very small error while using a simple structure using a pair of gears. It is possible to precisely track the azimuth angle, so that it is not only suitable for the condensing type photovoltaic system but also maintains the solar cell at a right angle to the solar light, thereby increasing the amount of power generated.
이제 도 6a 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 안전장치 중 구조적 또는 수동적 안전모듈에 대해 자세히 설명한다.Now, with reference to Figure 6a to 7 will be described in detail the structural or passive safety module of the safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 각각 도 1의 C부, D부, 도 2의 E부 확대도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 평면도이다.6A through 6D are enlarged views of part C, part D, and part E of FIG. 2, respectively, and FIG. 7 is a plan view of a biaxial solar tracking system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 주 지지보(120)는 ㅁ 자형 각관으로 형성될 수 있고, 상기 모듈지지부재(130)는 한쪽 측면이 개방된 C 형강 또는 ㅁ 자형 각관으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6A, the
상기 주 지지보(120)에 대해 상기 모듈지지부재(130)는 U자형 결합부재(302)에 의해 결합되는데, 상기 U자형 결합부재(302)는 양단부에 나사산이 형성되어 상기 주 지지보(120)를 감싼 후 모듈지지부재(130)의 결합홀(130a)을 관통하여 단단 히 볼트 결합할 수 있다.The
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 주 지지보(120) 하부에 상기 주 지지보(120)에 직각으로 제 1 보조지지부재(301)가 U자형결합부재(302)로 결합되고, 상기 제 1 보조지지부재(301) 양단부는 상기 주 지지보(120)에 평행한 2개의 제 2 보조지지부재(301')와 볼트 결합되어 상기 주 지지보(120)와 상기 모듈지지부재(130)로 된 상부 프레임에 보다 강한 지지력을 제공할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the first
상기 제 1 보조지지부재(301) 및 제 2 보조지지부재(301')는 보강용 “ㄱ”형강 또는 “ㄷ” 형강을 이용하는 것이 충분한 지지력을 제공할 수 있으면서 용이하게 결합시킬 수 있어서 바람직하다.The first
이러한 구성에 의하면, 상기 모듈지지부재(130) 길이가 약 5m 정도 되더라도 강한 지지력을 제공할 수 있기 때문에 종래에 비하여 보다 많은 수의 태양광 발전모듈을 설치할 수 있어서 바람직하다.According to this configuration, even if the length of the
또한, 이러한 구성에 의하면, 상기 주 지지보(120)를 따라 더 많은 태양광 발전모듈을 설치할 수 있다.In addition, according to this configuration, it is possible to install more photovoltaic modules along the
한편, 도 6a에 도시된 바와 같이, 태양광발전모듈(10)은 접촉면적을 증가시킬 수 있는 테이퍼형 구조의 모듈홀더(10a)와 체결볼트(10b)를 이용하여 모듈지지부재(130)상에 강풍이나 돌풍에 쉽게 이탈되거나 흔들리지 않도록 고정될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 6a, the
또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 태양광 발전모듈(10)과 이를 지탱하는 모듈지지부재(130)의 모든 하중을 지탱하는 주 지지보(120)의 중간위치에서 상기 주지지보(120)에 상기 제 1 원형관부재(320)가 끼워져 용접 결합되고, 상기 제 1 원형관부재(320) 외부에 제 2 원형관부재(330)가 씌워지도록 구성된다.In addition, as shown in Figure 6b, the
이러한 구성에 의하면, 주 지지보(120)의 무게중심이 제 1 원형관부재(320) 중앙에 위치하게 되어 상기 주 지지보(120)가 제 1 원형관부재(320)를 매개로 상기 제 2 원형관부재(330) 내에서 적은 구동력으로도 윤활 회전하여 고도각을 용이하게 조정할 수 있다.According to this configuration, the center of gravity of the
또한, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 주 지지보(120)의 중심으로부터 양방향으로 대칭된 위치에 상기 주 지지보(120)를 보조 회전 지탱하는 제 1 보조원형관부재(320')와, 그 주변의 제 2 보조원형관부재(330')가 설치되어 전체적으로 상기 주 지지보(120)가 용이하게 조정할 수 있도록 하며, 돌풍 발생 등 큰 풍압이 발생하는 경우에도 이를 넓은 면적으로 분산시킴으로써 볼트나 힌지 결합 시 발생될 수 있는 집중응력을 제거할 수 있다.In addition, as shown in Figure 6c, the first auxiliary circular pipe member 320 'for supporting the secondary rotation of the
상기 제 2 원형관부재(330) 및 제 2 보조원형관부재(330')는 윤활유 주입구(340, 340')를 더 구비하여 상기 제 1 원형관부재(320)와 상기 제 2 원형관부재(330) 사이 또는 상기 제 1 보조원형관부재(320')와 상기 제 2 원형관부재(330') 사이에 윤활유가 주입되어 회전축 마모와 소음을 방지할 수 있다.The second
다시, 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형 실시예에 따르면, 상기 제 2 원형관부재(330)는 현장 설치의 용이성을 위해 상기 제 2 원형관부재(330)를 양 가장자리에 결합레그부(331a, 332a)가 달린 제 1 및 제 2 반원형관부재(331, 332)로 구성할 수 있다.Again, as shown in Figure 6b, according to a modified embodiment of the present invention, the second
또한, 상기 제 1 및 제 2 반원형관부재(331, 332) 중 하나를 상기 회전장 치(200)의 회동축기어(220)가 결합되는 상기 제 3 플랜지부(221)에 용접 고정된 제 2 기둥부재(310)에 용접 고정시켜 둘 수도 있다.In addition, a second of the first and second semi-circular pipe member (331, 332) is welded fixed to the
상기 제 2 기둥부재(310)는 능동적 안전모듈(400)을 용이하게 취부할 수 있는 “ㅁ”형 각관 인 것이 바람직하다.The
이러한 구성에 의하면, 현장에서 상기 제 2 기둥부재(310)에 용접 고정된 예컨대, 상기 제 1 반원형관부재(331) 상부에, 상기 제 1 원형관부재(320)가 용접결합된 주 지지보(120)를 안착시킨 다음 상기 제 2 반원형관부재(332)로 덮고 상기 결합레그부(331a 332a)를 볼트로 단단히 체결하여 제 2 원형관부재(330)를 형성함으로써 시공능률을 배가시킬 수 있으며, 유지 보수 시에도 체결된 볼트를 풀어주기만 하면, 상기 양축식 태양광 추적시스템의 해체와 유지보수가 용이하다.According to this configuration, for example, the main support beam welded to the
이러한 태양전지의 배치 형태로 인해 그림자 길이를 최소화하여 일정한 부지 내에서 태양광 추적시스템을 보다 많이 설치할 수 있으며, 낮은 무게 중심을 확보하여 태양광 추적시스템의 구조적인 안전성을 향상시킬 수 있다.Due to the arrangement of the solar cells, it is possible to install more solar tracking systems in a certain site by minimizing the shadow length, and improve the structural safety of the solar tracking system by securing a low center of gravity.
또한, 본 실시예의 양축식 태양광 추적시스템은 태양광 발전모듈 지지장치(100)의 구조적 안전성을 높이고 태양광발전모듈 지지장치(100)의 흔들림을 최소화하기 위해서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 주 지지보(120)의 중심으로부터 좌우에 배치된 상기 제 2 원형관부재(330)는 상기 제 2 기둥부재(310)의 중앙부에 대해 보조축지지부재(360)로 지지된다.In addition, the dual-axis solar tracking system of the present embodiment, in order to increase the structural safety of the photovoltaic
이러한 구조는 삼각 트러스트 구조를 형성하여 상기 제 2 보조지지부재(301')의 지지력을 보강할 수 있다.This structure may form a triangular trust structure to reinforce the supporting force of the second auxiliary support member 301 '.
상기 보조축지지부재(360)는“ㄷ”형강으로 구성되어 상기 “ㅁ”자형 제 2 기둥부재(310) 하단부에 용이하게 볼트 결합되며, 상기 제 2 원형관부재(330) 하단의 고정형브라켓(350)에 볼트 결합될 수 있다.The auxiliary
이와 같이 상기 제 1 및 제 2 보조지지부재(301, 301')가 상부프레임 하부를 안정적으로 지지하고, 회동축(210)을 중심으로 보조축지지부재(360)가 상기 제 1 및 제 2 보조지지부재(301, 301')와 삼각 트러스 구조를 이루기 때문에, 종래에 비해 길이가 긴 상기 주 지지보(120)를 안정적으로 지지하며 상기 주 지지보(120)의 회동시 흔들림을 최소화할 수 있다.As described above, the first and second
이제 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 안정장치에 대해서 설명한다.Referring now to Figures 8 to 10, a stabilizer of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention will be described.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 안전장치를 설명하기 위한 도 2의 G부 확대도이고, 도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광 추적시스템의 안전장치의 해제모드 상태인 측면도이며, 도9b는 도 9a의 G'부 확대도이다. FIG. 8 is an enlarged view of a part G of FIG. 2 for explaining a safety device of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9A is a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention. Fig. 9B is an enlarged view of the G ′ portion of Fig. 9A.
도 8 내지 도9b를 참조하면, 우선 상기 액츄에이터(410)는 ㄷ 형강으로 이루어진 수평지지부재(411)의 일단에 회동가능하게 결합되고, 상기 액츄에이터(410)는 수평지지부재(411)에 의해 상기 제 2 기둥부재(310)에 대해 수평하게 연결되며, 공압식 또는 유압식으로 작동하여 상하 이동하는 피스톤 로드(410b)를 포함한다. 8 to 9B, first, the
상기 수평지지부재(411)를 보강하는 역할을 하도록 상기 수평지지부재(411) 중앙에 일단이 힌지결합되고 타단이 상기 제 2 기둥부재(310)의 일측면에 힌지결합되어 상기 수평지지부재(411)를 상기 제 2 기둥부재(310)에 연결하는 경사지지부재(412)를 포함한다. One end is hinged to the center of the
상기 모듈지지부재(130) 하부와 상기 제 2 기둥부재(310) 사이에 삼각 트러스트 구조로 고정되는 가이드부재(413)에 대해 상기 피스톤 로드(410b)의 일단이 고정된다. 따라서 상기 액츄에이터(410)의 작동으로 피스톤 로드(410b)가 상승하면, 상기 가이드부재(413)를 통해 상기 모듈지지부재(130)를 위로 밀게 되고, 이 때 상기 주 지지보(120) 둘레에 용접결합된 제 1 원형관부재(320)가 제 2 원형관부재(330) 내부에서 윤활접촉 회동하여 태양광발전모듈이 태양광과 직각이 되도록 고도각을 조정될 수 있다.One end of the piston rod 410b is fixed to the
이제, 기준 풍속 이상일 때 안전모드로 태양전지를 이동시키기 위한 능동적 안전 장치(400)에 대해 자세히 설명한다.Now, the
도 8를 참고하면, 능동적 안전모듈(400)은 제 2 기둥부재(310)의 일측면에 형성되는 "ㄱ"자 형강으로 만들어진 안전바 스토퍼(421)와, 회전축(210)을 중심으로 액츄에이터(410) 반대측의 가이드부재(413) 하단에 회동 가능하게 설치되며 안전 모드일 때 상기 안전바 스토퍼(421)에 걸려 모듈지지부재(130)의 위치를 고정시키는 안전바(420)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the
상기 액츄에이터(410)와 안전바(420)는 강선(401, 402)과 탄성부재(430, 440)의 작동에 따라 서로 연동한다.The
여기서, "안전모드"란 0°의 고도각과 0°의 방위각 상태로 정의할 수 있다.Here, the "safe mode" may be defined as an altitude angle of 0 ° and an azimuth angle of 0 °.
0°의 고도각은 주 지지보(120)를 중심으로 엑츄에이터(410) 반대측(안전바가 위치하는 측)의 모듈지지부재(130)가 약간 상승하여 모듈지지부재(130)가 수평 면 기준 0°로 기울어진 것이고, 0°의 방위각은 상기 제 2 플렌지부(112)의 돌출부(112c)에 설치된 감속기(230)의 위치를 기준으로 하며 감속기(230)는 정북방향에 위치하여 방위각 추적시 회동부가 감속기와 간섭되는 것을 방지한다.The elevation angle of 0 ° is slightly raised by the
상기 안전바(420)는 일단이 상기 가이드부재(413) 하단에 힌지 결합되고, 상기 안전바(420)의 타단은 자유단으로서 안전바(420)의 힌지 결합점(422)을 중심으로 원호를 그리며 움직일 수 있다. One end of the safety bar 420 is hinged to the lower end of the
기준 풍속 이하 조건에서는 고도각이 최하 2°이상 유지되어 안전바(420)의 자유단은 상기 안전바 스토퍼(421)와 떨어져 위치한다. 즉, 도 9b에 도시된 상태를 안전바(420)의 해제 상태로 정의한다.At a condition below the reference wind speed, the elevation angle is maintained at least 2 ° so that the free end of the safety bar 420 is positioned away from the safety bar stopper 421. That is, the state shown in FIG. 9B is defined as a release state of the safety bar 420.
상기 안전바(420)가 안전 모드일 때는 상기 안전바는 스토퍼(421)에 위치하며, 이 상태에서 더 이상 주 지지보(120)가 회전축을 중심으로 좌우 회전하지 못하고 멈추도록 한다. 이 상태를 능동적 안전모듈(400)의 잠금 상태 또는 안전 모드로 정의한다.When the safety bar 420 is in the safety mode, the safety bar is located on the stopper 421, and in this state, the
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 안전 바(420)는 별도의 동력 장치를 구비하지 않고 강선(401, 402)이 이탈되지 않도록 특수 고안된 와이어가이드부재(450) 및 탄성부재(430, 440)에 의하여 액츄에이터(410)의 구동에 연동하는 것으로서, 상기 액츄에이터(410) 단부에 연결된 제 1 강선(401)이 액츄에이터(410)가 안전모드인 수평상태로 이동할 때 이완되어 상기 안전바(420)에 연결된 제 2 탄성부재(440)에 의해 안전바(420)를 안전위치인 상기 안전바 스토퍼(421)에 위치하도록 자동으로 제어된다. 상기 제 1 및 제 2 탄성부재(430, 440)는 탄성계수가 서로 다른 스프링 이다.As shown in FIG. 8, the safety bar 420 is provided with a wire guide member 450 and an
또한 안전바(420)가 확실히 안전위치에 위치하도록 하기 위해 안전모드 조건인 고도각 0°보다 더 아래인 -5°로 고도각을 하향 이동 시킨 다음 다시 안전바(420)가 타이트하게 안전위치에 고정시키기 위해 다시 고도각을 0°로 상향으로 작동시킨다. In addition, in order to ensure that the safety bar 420 is located in a safe position, the altitude angle is downwardly moved to -5 °, which is lower than the altitude angle of 0 °, which is a safe mode condition, and then the safety bar 420 is tightly placed in a safe position. Again move the altitude up to 0 ° to lock it in place.
상기 안전바(420)는 상기 수평지지부재(411)와 상기 제 2 기둥부재(310) 사이에 경사 배치된 경사지지부재(412)상에 설치되는 제 1 도르레(451)와, 상기 주 지지보(120)에 나란한 상기 제 1 보조지지부재(301) 상에 배치되는 제2, 3 도르레(452, 453)와, 상기 가이드부재(413)에 설치되는 제4 도르레(454)와, 상기 액츄에이터 로드(410b)로부터 상기 제1, 2, 3 도르레(451, 452, 453)를 거쳐 연장되는 제 1 강선(401)과, 상기 제 1 강선에 연결되는 제 1 탄성부재(430)와, 상기 제 1 탄성부재(430)로부터 제 4 도르레(454)를 거쳐 안전바(420)에 고정되는 제 2 강선(402)과, 상기 제 2 강선(402)을 수축 이완시킬 수 있도록 상기 안전바(420)의 대향하는 면과 상기 가이드부재(413) 사이에 설치되는 제 2 탄성부재(440)를 포함한다.The safety bar 420 has a
상기 제 1 도르레(451)는 상기 지지보강바(412)의 하부에 설치되며, 상기 제 4 도르레(454)는 상기 안전바(420)의 힌지 결합점(422)보다 더 멀리 위치한다.The
상기 회전축(210)과 상기 제 4 도르레(454) 사이의 수평 거리는 상기 수평 지지부재(411)의 길이보다 길 수 있다. 상기 제 1 탄성부재(430)의 스프링 상수를 G1이라 하고, 상기 제 2 탄성부재(440)의 스프링 상수를 G2라 하면, G1이 G2보다 큰 값을 가진다.The horizontal distance between the
먼저, 도 8에 도시한 잠금 상태(안전 모드)에서 액츄에이터(410)의 작동으로 피스톤 로드(410b)가 상승하면, 상기 제 1 강선(401)이 피스톤 로드(410b) 쪽으로 당겨진다. First, when the piston rod 410b is raised by the operation of the
이때 상기 제 1 강선(401)의 초기 장력으로는 상기 제 1 탄성부재(430)가 늘어나지 않으므로, 도 9b에 도시한 바와 같이 상기 제 2 강선(402)이 당겨져 상기 제 2 탄성부재(440)가 늘어나 상기 안전바(420)를 상기 안전바스토퍼(421)로부터 이탈시킨다.At this time, since the first
이어서 상기 액츄에이터(410)의 작동으로 피스톤 로드(410b)가 점진적으로 상승하면, 상기 제 1 강선(401)과 상기 제 2 강선(402)이 더욱 긴장되고, 상기 제 2 탄성부재(440)가 더욱 늘어난다. 그리고 상기 제 2 탄성부재(440)가 늘어난 길이보다 피스톤 로드(410b)가 더 높이 상승하려고 하면, 도 9b에 도시한 바와 같이 제1 탄성부재(430)가 늘어나 상기 피스톤 로드(410b)의 추가 상승분을 흡수한다. Subsequently, when the piston rod 410b is gradually raised by the operation of the
따라서 상기 피스톤 로드(410b)는 고도각 최대 지점(약 70°)까지 용이하게 상승시킬 수 있다.Therefore, the piston rod 410b can be easily raised to an altitude maximum point (about 70 °).
이와 같이 상기 제 1 탄성부재(430)의 스프링 상수가 상기 제 2 탄성부재(440)의 스프링 상수보다 크기 때문에, 상기 피스톤 로드가 최대 지점까지 상승한 후 다시 안전 모드로 하강하는 동안, 상기 제 1, 2 탄성부재(430, 440)의 작용으로 상기 제 1, 2 강선(401, 402)의 장력을 적당하게 유지시킬 수 있다.As described above, since the spring constant of the first
다음으로, 상기 피스톤 로드(410b)가 최대 지점으로부터 점진적으로 하강하 면, 상기 제 1 탄성부재(430)가 수축하고, 상기 제 1, 2 강선(401, 402)이 이완되며, 상기 제 2 탄성부재(440)가 수축한다. 이 과정에서 상기 제 2 탄성부재(440)의 수축으로 안전바(420)가 회동하여 상기 안전바(420)의 자유단이 회전축을 중심으로 상기 안전바스토퍼(421)를 향해 점진적으로 움직인다. 이어서 피스톤 로드(410b)가 안전모드에 도달하여 수평모드 보다 더 아래쪽으로 약 -5°정도 하강하면, 상기 제 2 탄성부재(440)의 탄성력으로 상기 안전바(420)의 자유단이 상기 안전바스토퍼(421)를 향해 강하게 끌어당겨져 자동으로 확실히 상기 안전바스토퍼(421)에 완전히 위치하게 된다. Next, when the piston rod 410b gradually descends from the maximum point, the first
따라서 상기 안전바(420)가 상기 안전바스토퍼(421) 상에 견고히 고정되도록 -5°에서 0°까지 상향 이동시킨다. Therefore, the safety bar 420 is moved upward from -5 ° to 0 ° to be firmly fixed on the safety bar stopper 421.
또한, 액츄에이터에는 과전류 트립(over current trip) 회로가 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 강선(401) 또는 상기 제 2 강선(402)이 파단되는 유사 상황 발생시 과전류 트립 회로의 작동으로 액츄에이터(410)를 보호할 수 있다. In addition, the actuator may be provided with an over current trip circuit. In this case, the
따라서 상기 제 1 강선(401) 또는 상기 제 2 강선(402)이 파단되는 비상 상황에서도 태양광 추적시스템의 안전성을 우수하게 확보할 수 있다.Therefore, even in an emergency situation in which the
이와 같이 본 실시예의 양축식 태양광 추적시스템은 전술한 능동적 안전모듈(400)을 구비함에 따라, 풍속이 기준풍속보다 강하게 일정시간 지속될 때 태양전지를 안전모드로 위치시킨 후 능동적 안전모듈을 잠금 상태로 전환하여 태양광 발전모듈 지지장치와 태양전지의 위치를 견고하게 고정시킬 수 있다. 따라서 태풍이나 돌풍과 같은 상황에서도 높은 안전성을 확보할 수 있다.As described above, according to the biaxial solar tracking system of the present exemplary embodiment, the
또한, 안전바(420)가 별도의 동력장치를 구비하지 않고 단지 강선과 탄성부재의 조합으로 잠금과 해제가 용이하게 될 수 있으므로, 안전장치 설치에 적은 비용이 소모되며, 별도의 구동 에너지원이 불필요하여 태양광 추적시스템의 구동에 필요한 소비 전력을 낮출 수 있다.In addition, since the safety bar 420 is not provided with a separate power unit and can be easily locked and released by a combination of a steel wire and an elastic member, a small cost is required to install the safety device, and a separate driving energy source is provided. Since it is unnecessary, the power consumption required to drive the solar tracking system can be lowered.
다음으로, 안전바(420) 및 액츄에이터(410)의 구동을 제어하는 전자제어장치(500)에 대해 설명한다.Next, the
도 10 및 도 11은 전자제어장치의 동작을 나타낸 플로우 차트이다.10 and 11 are flowcharts illustrating operations of the electronic control apparatus.
먼저 도 10를 참고하면, 상기 전자제어장치(500)는 풍속과 일사량 및 현재 시간 등의 운전조건을 확인하여 정상운전 조건과 비정상운전 조건을 판단한다.First, referring to FIG. 10, the
즉, 감지된 풍속이 설정 시간(예: 10초) 이상 기준 풍속(예: 20m/sec)을 초과하고, 지속 회수가 최근 30분의 누적 시간 동안 1회 이상이면 비정상운전 조건인 것으로 판단한다. 또한, 기준일사량(예 270W/㎡)보다 작은 일사량이 30분 이상 지속되거나, 전원 및 통신 상태의 비정상 누적 시간이 1시간 이상인 경우에도 비정상운전 조건인 것으로 판단한다. 일사량 감지에 있어서 30분의 기준 시간은 구름에 의한 일시적인 영향을 배제하기 위한 것이다.That is, if the detected wind speed exceeds the reference wind speed (eg, 20 m / sec) for more than a set time (eg, 10 seconds), and the number of times of sustain is one or more times during the cumulative time of the last 30 minutes, it is determined that it is an abnormal operation condition. In addition, even when the amount of insolation smaller than the reference insolation amount (for example, 270W / m 2) lasts 30 minutes or more, or the abnormal cumulative time of the power supply and communication state is 1 hour or more, it is determined that the abnormal operating conditions. The 30-minute reference time for solar radiation detection is intended to rule out temporary effects of clouds.
전자제어장치(500)는 태양의 고도각과 방위각을 일정시간 간격으로 액츄에이터(410)와 회전장치(200)를 구동하는 방식이 아닌 방위각과 고도각의 오차값을 기준으로 추적함으로써 단위시간 태양이 이동하는 각도가 상이한 특성을 감안하여 실시간 정밀추적이 가능한 특성을 가지고 있다.The
정상운전 조건이면, 전자제어장치(500)는 태양의 고도각과 태양광추적시스템 의 고도각 오차를 확인하여 허용오차값(예 0.5°)을 초과하는지 여부를 판단한다. 오차값이 허용값을 초과하면, 아래의 조건 (1)과 같이 작동값을 산출하여 액츄에이터(410)를 작동시킨다.Under normal operating conditions, the
고도각의 작동값 = 고도각의 오차값 + 오차허용값 x 50% --- (1)Operating value of elevation angle = Error value of elevation angle + Tolerance value x 50% --- (1)
예를 들어, 태양의 고도각 기준값이 7°이고, 태양광 추적시스템의 고도각이 6.5°이면, 오차값은 0.5°이고, 조건 (1)에 의해 계산된 작동값은 0.75°이다. 따라서 엑츄에이터 작동 후 태양광 추적시스템의 고도각은 7.25°가 되어 실제 태양의 고도각과 0.5° 이내의 오차 범위를 유지한다. 고도각의 운전 범위는 대략 -5°에서 70° 범위이다.For example, if the elevation angle reference value of the sun is 7 °, the elevation angle of the solar tracking system is 6.5 °, the error value is 0.5 °, and the operating value calculated by condition (1) is 0.75 °. Therefore, the altitude angle of the solar tracking system after the actuator operation is 7.25 ° to maintain the error range within 0.5 ° of the actual sun angle. The operating range of the altitude angle is approximately -5 ° to 70 °.
또한, 전자제어장치(500)는 태양의 방위각과 태양광추적시스템의 방위각 오차를 확인하여 허용오차값(예 0.5°)을 초과하는지 여부를 판단한다. 오차값이 허용값을 초과하면, 아래의 조건 (2)와 같이 작동값을 산출하여 회전장치를 작동시킨다.In addition, the
방위각의 작동값 = 방위각의 오차값 + 오차허용값 x 50% ---(2)Operating value of azimuth angle = error value of azimuth angle + tolerance value x 50% --- (2)
예를 들어, 태양의 방위각이 130°이고, 태양광 추적시스템의 방위각이 129.5°이면, 오차값은 0.5°이고, 조건 (2)에 의해 계산된 작동값은 0.75°이다. 따라서 회전장치 작동 후 태양광 추적시스템의 방위각은 130.25°가 되어 실제 태양의 방위각과 0.5° 이내의 오차 범위를 보다 길게 유지함으로써 구동장치의 작동 주기를 줄일 수 있다. 방위각의 운전 범위는 대략 0°에서 270° 범위이다.For example, if the azimuth angle of the sun is 130 ° and the azimuth angle of the solar tracking system is 129.5 °, the error value is 0.5 ° and the operating value calculated by condition (2) is 0.75 °. Therefore, the azimuth angle of the solar tracking system becomes 130.25 ° after the operation of the rotating device, thereby reducing the operating cycle of the driving device by keeping the actual azimuth angle and the error range within 0.5 ° longer. The driving range of azimuth is approximately 0 ° to 270 °.
전자제어장치(500)는 상태 확인을 실시간으로 확인하여 정상운전 조건인지 여부를 판단함과 동시에 실시간으로 고도각 오차와 방위각 오차를 보정한다. 따라서 본 실시예의 태양광 추적시스템은 0.5° 이내의 극히 적은 오차 범위로 태양을 정밀하게 추적하여 고효율의 태양광 발전 시스템을 용이하게 구축할 수 있다.The
도 11을 참고하면, 전자제어장치(500)가 운전조건을 확인하여 비정상운전 조건으로 판단하면, 태양광 추적시스템의 고도각과 방위각이 0°인지를 판단한다. 고도각과 방위각이 0°가 아니면, 고도각과 방위각이 0°가 되도록 엑츄에이터(410)와 회전장치(200)를 작동시킨다. 다만, 안전바(420)가 안전바 스토퍼(421) 위치에 확실히 위치할 수 있도록 고도각을 -5°까지 하강 시킨 다음 다시 0°까지 상향 이동시킨다. Referring to FIG. 11, when the
고도각과 방위각이 0°인 상태를 안전모드로 정의한다. 따라서 전자제어장치(500)는 안전모드 조건을 지속적으로 판단하여 안전모드가 아니면 엑츄에이터(410)와 회전장치(200)를 3회 미만으로 반복하여 작동시키고, 3회 이상 반복시에도 안전 모드가 되지 않으면 시스템 점검 신호를 출력한다.The safe mode is defined as the altitude and azimuth of 0 °. Therefore, the
이와 같이 태양광 추적시스템은 정상운전 조건이 아닌 경우, 안전 장치를 작동시켜 태양광 추적시스템이 안전모드 조건에 오도록 방위각 및 고도각 구동장치를 작동한다. 따라서 태풍이나 돌풍과 같은 상황에서도 태양광 추적시스템이 전복되거나 붕괴되지 않도록 할 수 있다.As such, when the solar tracking system is not under normal operating conditions, the azimuth and altitude driving devices are operated to operate the safety device so that the solar tracking system is in the safe mode condition. Therefore, it is possible to prevent the solar tracking system from overturning or collapsing even in a typhoon or gust.
또한, 일사량이 기준값 이하가 될 경우 빛의 산란에 의해 수평모드에서 정상운전조건에 부합된 고도각 및 방위각을 유지하는 것보다 수평모드 즉, 고도각과 방위각이 0°일 때 발전량이 최대가 되므로 태양전지를 수평모드로 전환시킨다. In addition, when the amount of insolation falls below the reference value, the amount of power generated is maximized when the horizontal mode, i.e., the altitude and azimuth angle is 0 °, rather than maintaining the altitude and azimuth angle in accordance with the normal operating conditions due to the scattering of light. Switch the battery to horizontal mode.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광추적시스템의 정면도. 1 is a front view of a solar tracking system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광추적시스템의 안전장치가 안전모드 상태인 도 1에 도시한 태양광추적시스템의 측면도.Figure 2 is a side view of the solar tracking system shown in Figure 1 the safety device of the solar tracking system according to an embodiment of the present invention in a safe mode.
도 3은 도 1의 A부 확대도.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1;
도 4는 B부 확대도.4 is an enlarged view of a portion B;
도 5a 내지 도 5d는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 회전장치를 설명하기 위한 사시도, 분해사시도, 회동축 기어 및 감속기의 확대 사시도, 회동축의 확대 사시도.Figures 5a to 5d is a perspective view, exploded perspective view, an enlarged perspective view of a rotating shaft gear and a reducer, respectively, an exploded perspective view for explaining a rotating apparatus of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6c는 각각 도 1의 C부 내지 E부 확대도, 6A to 6C are enlarged views of portions C to E of FIG. 1, respectively;
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 평면도7 is a plan view of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치를 설명하기 위한 도 2의 G부 확대도. 8 is an enlarged view of part G of FIG. 2 for explaining a safety device of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 안전장치의 해제모드 상태인 측면도,Figure 9a is a side view in the release mode state of the safety device of the two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention,
도 9b는 도 9a의 G'부 확대도. 9B is an enlarged view of a portion G ′ of FIG. 9A.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 양축식 태양광추적시스템의 전자제어장치를 설명하기 위한 플로우챠트이다.10 and 11 are flowcharts for explaining an electronic control apparatus of a two-axis solar tracking system according to an embodiment of the present invention.
Claims (15)
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| KR1020090028555A KR100941458B1 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-02 | Safety devices for dual axis solar tracking system and driving method |
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