KR101025031B1 - sensor unit for tracking sunlight - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광을 추적하는 태양광 추적센서 유니트에 관한 것으로서, 메인 바디와, 메인 바디의 중앙에서 메인바디의 외경보다 좁은 외경을 갖게 상방으로 연장되되 상부가 열린 개구를 통해 태양광이 내부로 입사될 수 있게 형성된 광입사 가이드관부를 갖는 몸체부와, 메인 바디 상에 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 입사된 태양광을 수신하여 도파하는 다수의 광섬유로 된 대범위 광도파부와, 광입사 가이드 관부의 개구를 통해 입사된 광을 도파할 수 있도록 배열된 다수의 광섬유로 된 소범위 광도파부와, 대범위 광도파부의 광섬유 각각과, 소범위 광도파부의 광섬유 각각에서 출력되는 광을 수광하여 전기적 신호로 출력하는 광전 변환부와, 몸체부를 제1방향과 제1방향과 교차되는 제2방향으로 회전구동하는 구동부와, 광전변환부에서 광섬유 각각의 입사광량에 대응되게 출력되는 신호와 광섬유 각각의 위치정보를 이용하여 상기 몸체부가 태양광을 추적하도록 구동부를 통해 몸체부를 회전구동하는 제어부를 구비한다. 이러한 태양광 추적센서 유니트에 의하면, 태양광을 내부로 유도하기 위한 개구의 폭을 줄일 수 있어 태양광 추적정밀도를 높일 수 있으면서도 집적효율을 높여 소형화가 가능한 장점을 제공한다.The present invention relates to a solar tracking sensor unit that tracks sunlight, and extends upward with an outer diameter that is narrower than the outer diameter of the main body at the center of the main body, and the sunlight passes through the open opening. A body part having a light incidence guide tube part formed to be incident, a large range optical waveguide part made of a plurality of optical fibers which are installed to be spaced apart from each other along the circumferential direction on the main body to receive and guide the incident sunlight, and light incidence Receiving light output from each of a small range optical waveguide portion of a plurality of optical fibers arranged to guide light incident through the opening of the guide tube portion, an optical fiber of the large range optical waveguide portion, and an optical fiber of each of the small range optical waveguide portion, A photoelectric conversion unit for outputting an electrical signal, a driver for rotating the body in a second direction crossing the first direction and the first direction, and a photoelectric conversion unit And a fiber each signal corresponding to the incident light quantity to be outputted to the optical fiber, respectively by using the position information of the body portion solar a control section for driving the rotational body via a drive unit to track. According to the solar tracking sensor unit, it is possible to reduce the width of the opening for guiding the sunlight to the inside to increase the solar tracking accuracy while providing an advantage that can be miniaturized by increasing the integration efficiency.

태양광 추적, 센서, 광섬유, 광검출기 Solar Tracking, Sensors, Fiber Optics, Photodetectors

Description

태양광 추적센서 유니트{sensor unit for tracking sunlight}Sensor unit for tracking sunlight

본 발명은 태양광 추적센서 유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광의 집적도를 높일 수 있도록 된 태양광 추적센서 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a solar tracking sensor unit, and more particularly, to a solar tracking sensor unit capable of increasing the degree of integration of sunlight.

최근 화석연료를 대체하면서도 환경오염 문제를 발생시키지 않는 청정 에너지원인 태양광을 이용한 친환경 에너지 설비인 태양광 발전장치, 태양광 집열장치 및 태양광 채광장치 등의 시공이 점진적으로 증가하는 추세이다.Recently, construction of photovoltaic power generation devices, photovoltaic solar collectors and photovoltaic mining devices, which are environmentally friendly energy facilities, using solar energy, which is a clean energy source that does not cause environmental pollution problems, is gradually increasing.

특히 태양광 채광장치는 태양광의 입사각도에 따라 집광효율이 좌우되기 때문에 최근에는 태양의 직사광선이 태양광을 입사받는 설비의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력을 이용하여 태양의 위치를 추적해 가는 추적식이 다수 제안되고 있다.In particular, since the solar light mining device has a focusing efficiency depending on the angle of incidence of sunlight, it is recently used to track the position of the sun by using power so that the direct sunlight of the sun can be incident perpendicularly to the front of the equipment receiving the sunlight. Many tracking formulas have been proposed.

이러한 태양광 에너지 설비의 태양광 추적 정밀도를 높이기 위한 태양광 추적센서가 국내 공개 특허 제2001-0060471호에 개시되어 있다.A solar tracking sensor for increasing the solar tracking accuracy of such solar energy equipment is disclosed in Korean Patent Publication No. 2001-0060471.

그런데, 상기 태양광 추적센서는 개구부 내로 입사된 광에 의해 위치를 추적하도록 되어 있어 태양이 구름에 오랬동안 가려져 있을 경우 태양궤적의 변화에 의해 개구부 내로 광이 입사되지 않을 경우 위치 추적이 어려운 문제점이 있다. 이 러한 위치추적의 어려움을 해결하기 위해서는 개구의 폭을 늘리는 방법이 있으나 이 경우 추적 정밀도가 떨어지게 된다.By the way, the solar tracking sensor is to track the position by the light incident into the opening, so that when the sun is covered by the cloud for a long time it is difficult to track the position if the light is not incident into the opening due to the change of the sun trajectory have. In order to solve this difficulty of position tracking, there is a method of increasing the width of the opening, but in this case, the tracking accuracy is reduced.

또한, 태양광의 위치 추적정밀도를 1°이내 까지 높이기 위해서는 개구의 폭에 대한 길이의 비를 증가시켜야 하나 적용되는 광검출기의 검출면적을 줄이는데는 한계가 있어 장치의 크기가 증가되는 문제점이 발생한다. In addition, in order to increase the positional tracking accuracy of sunlight to within 1 °, the ratio of the length to the width of the opening must be increased, but there is a limit in reducing the detection area of the photodetector to be applied, which causes a problem of increasing the size of the device.

한편, 광검출기는 반도체소자로서 주위온도에 따른 광전변환 성능 및 변환특성이 변하고 정격 동작온도가 낮기 때문에 계절에 따른 주위온도 변화에 의한 측정에러가 발생할 수 있고, 개구내로 입사되는 직사광선에 의한 광검출기의 표면온도가 지나치제 높아질 경우 소자의 파손 또는 정상적인 측정이 이루어질 수 없는 문제점도 있다.On the other hand, since the photodetector is a semiconductor element, the photoelectric conversion performance and conversion characteristics according to the ambient temperature change, and the rated operating temperature is low, so that a measurement error may occur due to the change of the ambient temperature according to the season, and the light by the direct sunlight incident into the opening If the surface temperature of the detector is excessively high, there is a problem in that the device is broken or normal measurement cannot be made.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 태양광을 추적하기 위한 추적 정밀도를 높일 수 있으면서도 광검출을 위한 집적 효율을 높혀 소형화가 가능한 태양광 추적센서 유니트를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was devised to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solar tracking sensor unit which can be miniaturized by increasing the integration efficiency for photodetection while increasing the tracking accuracy for tracking solar light. .

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 추적센서 유니트는 메인 바디와, 상기 메인 바디의 중앙에서 상기 메인바디의 외경보다 좁은 외경을 갖게 상방으로 연장되되 상부가 열린 개구를 통해 태양광이 내부로 입사될 수 있게 형성된 광입사 가이드관부를 갖는 몸체부와; 상기 메인 바디 상에 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 입사된 태양광을 수신하여 도파하는 다수의 광섬유로 된 대범위 광도파부와; 상기 광입사 가이드 관부의 개구를 통해 입사된 광을 도파할 수 있도록 배열된 다수의 광섬유로 된 소범위 광도파부와; 상기 대범위 광도파부의 광섬유 각각과, 상기 소범위 광도파부의 광섬유 각각에서 출력되는 광을 수광하여 전기적 신호로 출력하는 광전 변환부와; 상기 몸체부를 제1방향과 제1방향과 교차되는 제2방향으로 회전구동하는 구동부와; 상기 광전변환부에서 상기 광섬유 각각의 입사광량에 대응되게 출력되는 신호와 상기 광섬유 각각의 위치정보를 이용하여 상기 몸체부가 태양광을 추적하도록 상기 구동부를 통해 상기 몸체부를 회전구동하는 제어부;를 구비한다.In order to achieve the above object, the solar tracking sensor unit according to the present invention extends upwardly to have a main diameter and an outer diameter that is narrower than the outer diameter of the main body at the center of the main body, and the sunlight is opened through an open top. A body portion having a light incident guide tube formed to be incident therein; A large-range optical waveguide part of a plurality of optical fibers installed on the main body and spaced apart from each other along the circumferential direction to receive and guide the incident sunlight; A small range optical waveguide part comprising a plurality of optical fibers arranged to guide light incident through the opening of the light incident guide tube; A photoelectric conversion unit for receiving the light output from each of the optical fibers of the large range optical waveguide and the optical fibers of the small range optical waveguide and outputting the light as an electrical signal; A driving unit rotating the body in a first direction and a second direction crossing the first direction; And a controller configured to rotate the body part through the driving part so that the body part tracks sunlight by using the signal output from the photoelectric conversion part corresponding to the amount of incident light of each of the optical fibers and the position information of each optical fiber. .

바람직하게는 상기 메인바디는 상기 광입사가이드관부와의 사이에 하방으로 진행될 수록 점진적으로 폭이 좁아지게 경사진 경사홈이 형성되어 있고, 상기 대범위 광도파부의 광섬유는 상기 경사홈을 통해 입사된 광을 검출하도록 상기 경사홈 내에 설치된다.Preferably, the main body has an inclined groove that is inclined to gradually decrease in width as it progresses downward with the light incidence guide tube portion, and the optical fiber of the large-area optical waveguide part is incident through the inclined groove. It is installed in the inclined groove to detect light.

더욱 바람직하게는 상기 소범위 광도파부는 상기 광입사가이드관부의 중심에 설치된 센터 광섬유와; 상기 센터 광섬유를 중심으로 동심상으로 배열된 1차 광섬유들과; 상기 센터 광섬유를 중심으로 상기 1차 광섬유 외측에서 동심상으로 배열된 2차 광섬유들;을 구비한다.More preferably, the small range optical waveguide part includes a center optical fiber installed at the center of the light incident guide tube part; Primary optical fibers arranged concentrically about the center optical fiber; And secondary optical fibers arranged concentrically on the outer side of the primary optical fiber with respect to the center optical fiber.

또한, 상기 몸체부의 지면에 대한 수평도를 검출하는 전자수평센서와; GPS수신기;를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 광전변환부로부터 출력되는 신호로부터 태양광 추적이 불가능하다고 판단되면, 상기 전자수평센서의 출력신호를 이용하여 상기 몸체부가 지면에 수직하게 배열되게 상기 구동부를 제어한 후, 상기 GPS 수신기로부터 수신된 현재시간 정보와 좌표정보로부터 현재의 태양위치정보를 산출하여 상기 몸체부가 산출된 태양위치에 대응되는 방향으로 이동되게 상기 구동부를 구동한다.In addition, the electronic level sensor for detecting the horizontal degree of the ground of the body portion; And a GPS receiver, wherein the controller is configured to vertically align the body with the ground using the output signal of the electronic horizontal sensor when it is determined that sunlight tracking is impossible from the signal output from the photoelectric conversion unit. After controlling the current position information is calculated from the current time information and coordinate information received from the GPS receiver to drive the drive unit to be moved in the direction corresponding to the calculated sun position.

본 발명에 따른 태양광 추적센서 유니트에 의하면, 태양광을 내부로 유도하기 위한 개구의 폭을 줄일 수 있어 태양광 추적정밀도를 높일 수 있으면서도 집적효율을 높여 소형화가 가능한 장점을 제공한다.According to the solar tracking sensor unit according to the present invention, it is possible to reduce the width of the opening for guiding the sunlight to the inside provides a merit that can be miniaturized by increasing the integration efficiency while increasing the solar tracking accuracy.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 추적센서 유니트를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a solar tracking sensor unit according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in more detail.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 추적센서 유니트를 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 몸체부의 평면도이다.1 is a view showing a solar tracking sensor unit according to the present invention, Figure 2 is a plan view of the body portion of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 태양광 추적센서 유니트(100)는 몸체부(110), 대범위 광도파부, 소범위 광도파부, 광전변환부(160), 구동부(170)및 제어부(180)를 구비한다.1 and 2, the solar tracking sensor unit 100 includes a body 110, a large range optical waveguide, a small range optical waveguide, a photoelectric conversion unit 160, a driver 170, and a controller 180. It is provided.

몸체부(110)는 태양광의 입사허용 각도를 대범위와 소범위로 각각 유도할 수 있게 형성되어 있다.The body portion 110 is formed to induce the incident angle of incidence of sunlight into a large range and a small range, respectively.

몸체부(110)를 구분하면 메인바디(112), 광입사가이드관부(114)를 갖는 구조로 되어 있다.The body portion 110 is divided into a main body 112, the light guide pipe portion 114 has a structure.

메인바디(112)는 태양광에 대해 대범위의 입사각도를 허용할 수 있게 상면에서 가장자리와 광입사가이드관부(114)와의 사이에 하방으로 진행될 수록 점진적으로 폭이 좁아지게 경사진 경사홈(113)이 형성되어 있다.The main body 112 is an inclined groove 113 inclined to gradually decrease in width as it progresses downwardly between the edge and the light incidence guide tube portion 114 on the upper surface to allow a large range of angles of incidence with respect to sunlight. ) Is formed.

경사홈(113)은 광입사가이드관부(114)와 대향되는 내측면이 경사지게 형성된 구조로 되어 있다. 경사홈(113)의 내측면의 경사각도는 15°정도가 되게 형성하는 것이 바람직하다.The inclined groove 113 has a structure in which the inner surface of the inclined groove 113 facing the light inlet guide tube 114 is inclined. The inclination angle of the inner surface of the inclined groove 113 is preferably formed to be about 15 degrees.

광입사 가이드관부(114)는 메인 바디(112)의 중앙에서 메인바디(112)의 외경보다 좁은 외경을 갖게 상방으로 연장되되 태양광이 내부로 입사될 수 있게 상부가 열린 개구(114a)를 갖으며 개구(114a)로부터 메인바디(112)의 바닥면 까지 연장되어 소범위 내부 광입사경로를 제공하는 속이빈 구조로 되어 있다.The light incidence guide tube part 114 extends upwardly to have an outer diameter narrower than the outer diameter of the main body 112 at the center of the main body 112 and has an opening 114a having an upper portion open to allow sunlight to enter therein. And a hollow structure extending from the opening 114a to the bottom surface of the main body 112 to provide a small range of internal light incidence paths.

광입사 가이드관부(114)의 개구(114a)의 내경과 연장길이에 따라 태양광의 검출 정밀도가 결정되고, 바람직하게는 개구(114a)의 내경을 기준으로 내부 광입사경로의 연장 길이를 7배 이상으로 적용하는 것이 바람직하다.The detection accuracy of sunlight is determined by the inner diameter and the extension length of the opening 114a of the light incidence guide tube portion 114, and preferably, the extension length of the internal light incidence path is 7 times or more based on the inner diameter of the opening 114a. It is preferable to apply as.

대범위 광도파부는 메인바디(112)의 상부 외주면에 형성된 경사홈(113)의 바닥면에 4개의 대범위 검출용 광섬유(121)가 광입사 가이드관부(114)를 중심으로 원주방향을 따라 상호 등간격으로 이격되어 장착되어 있다.The large-spectrum optical waveguide is formed on the bottom surface of the inclined groove 113 formed on the upper outer circumferential surface of the main body 112. It is installed at equal intervals.

대범위 검출용 광섬유(121)는 광입사 단면적이 후술되는 소범위 검출용 광섬유보다 큰 광섬유를 적용하는 것이 바람직하다.The large-range detection optical fiber 121 preferably uses an optical fiber having a light incident cross section larger than the small-range detection optical fiber described later.

대범위 검출용 광섬유(121)는 입사된 광을 후술되는 광전변환부(160)로 도파하여 전송할 수 있도록 충분한 길이로 연장된다.The large-range detection optical fiber 121 is extended to a length sufficient to guide and transmit the incident light to the photoelectric conversion unit 160 to be described later.

소범위 광도파부는 광입사 가이드 관부(114)의 개구(114a)를 통해 입사된 광을 검출할 수 있도록 광입사 가이드관부(114)의 하부에 다수의 광섬유가 설치되어 있다.The small-range optical waveguide part is provided with a plurality of optical fibers in the lower portion of the light incident guide tube portion 114 so as to detect light incident through the opening 114a of the light incident guide tube portion 114.

소범위 광도파부는 광입사가이드관부(114)의 중심에 설치된 센터 광섬유(131)와, 센터 광섬유(131)를 중심으로 동심상으로 배열된 1차 광섬유(132)들과, 센터 광섬유(131)를 중심으로 1차 광섬유(132) 외측에서 동심상으로 배열된 2차 광섬유(133)들로 되어 있다. The small-range optical waveguide includes a center optical fiber 131 provided at the center of the light incident guide tube 114, primary optical fibers 132 arranged concentrically about the center optical fiber 131, and a center optical fiber 131. The secondary optical fibers 133 are arranged concentrically on the outer side of the primary optical fiber 132.

도시된 예에서 1차 광섬유(132)는 광입사가이드관부(114)의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 등간격으로 8개가 설치되어 있고, 2차 광섬유(133)도 원주방향을 따라 등간격으로 8개가 설치되어 있다.In the illustrated example, eight primary optical fibers 132 are installed at equal intervals along the circumferential direction with respect to the center of the light entrance guide tube 114, and the secondary optical fibers 133 are also equidistant along the circumferential direction. Eight are installed.

여기서 센터 광섬유(131)는 태양광선이 수직으로 입사됐는지를 확인할 수 있도록 적용된 것이고, 1차 광섬유(132)들은 태양광에 대해 1차 소범위에 대해 검출할 수 있도록 배치된 것이며, 2차 광섬유(133)들은 태양광에 대해 2차 소범위에 대해 검출할 수 있도록 배치된 것이다.In this case, the center optical fiber 131 is applied to confirm whether the sunlight is vertically incident, and the primary optical fibers 132 are arranged to detect the primary small range with respect to the sunlight, and the secondary optical fiber 133 Are arranged to be detectable for the secondary subrange for sunlight.

참조부호 115는 1차 광섬유(132)와 2차 광섬유(133)의 설치위치를 구획하기 위한 링형 격벽이다.Reference numeral 115 denotes a ring-shaped partition wall for partitioning the installation positions of the primary optical fiber 132 and the secondary optical fiber 133.

바람직하게는 광입사가이드관부(114)의 길이 및 내경에 대해 1차 광섬유(132)들은 태양광에 대해 ±0.2° 내지 ±1°정도의 범위를 검출할 수 있도록 배치되고, 2차 광섬유(133)들은 태양광에 대해 ±2°범위에 대해 검출할 수 있도록 배치된다.Preferably, the primary optical fibers 132 are disposed to detect a range of about ± 0.2 ° to ± 1 ° with respect to sunlight, and the secondary optical fiber 133 with respect to the length and the inner diameter of the light incident guide tube 114. ) Are arranged to be detectable over a range of ± 2 ° to sunlight.

또한, 광입사 가이드관부(114)내에 설치되는 광섬유(131 내지 133)들은 대범위 검출용 광섬유(121)보다 광입사 단면적이 상대적으로 적은 것을 적용한다.In addition, the optical fibers 131 to 133 installed in the light incidence guide tube portion 114 apply that the light incidence cross section is relatively smaller than that of the large-range detection optical fiber 121.

소범위 검출용 광섬유(131 내지 133)들은 광입사 가이드 관부의 개구를 통해 입사되어 수신된 광을 광전변환부(160)로 도파할 수 있도록 충분한 길이로 연장된다.The small-range detection optical fibers 131 to 133 are extended to a length sufficient to guide the received light incident through the opening of the light incident guide tube to the photoelectric conversion unit 160.

광전변환부(160)는 대범위 광도파부의 광섬유(121) 각각과, 소범위 광도파부의 광섬유(131 내지 133) 각각에서 출력되는 광을 수광하여 전기적 신호로 출력한다.The photoelectric conversion unit 160 receives light output from each of the optical fibers 121 of the large waveguide portion and each of the optical fibers 131 to 133 of the small waveguide portion and outputs the light as an electrical signal.

광전변환부(160)는 각 광섬유(121)(131 내지 133) 각각에 대응되게 독립적으로 마련된 광검출기가 마련되어 수광에 대응되는 전기적 신호를 제어부(180)에 출 력하도록 구축된다.The photoelectric conversion unit 160 is configured to provide a photo detector independently provided corresponding to each of the optical fibers 121, 131 to 133, and output an electrical signal corresponding to the light reception to the controller 180.

한편, 메인바디(112)는 후술되는 구동부(170)에 의해 태양의 고도 및 위도를 따라 이동될 수 있게 구동체(150)에 접속되어 있다.On the other hand, the main body 112 is connected to the driving body 150 to be moved along the altitude and latitude of the sun by the driving unit 170 to be described later.

구동체(150)는 구동부(170)에 제어되어 메인바디(112)를 제1방향과, 제1방향과 교차되는 제2방향으로 각각 회전시킬 수 있게 형성되어 있다.The driving body 150 is controlled by the driving unit 170 so as to rotate the main body 112 in a first direction and a second direction crossing the first direction, respectively.

구동체(150)의 구조는 국내 공개 특허 제2003-0088594호에 개시된 구조 등 공지된 다양한 구조를 적용할 수 있다. The structure of the driving body 150 may be applied to a variety of known structures, such as the structure disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-0088594.

구동부(170)는 구동체(150)를 제어하여 메인바디(112)를 회전구동시킨다.The driving unit 170 controls the driving body 150 to rotate the main body 112.

엔코더(173)는 구동부(170)의 모터의 회전수를 검출하여 제어부(180)에 전송한다.The encoder 173 detects the rotational speed of the motor of the driving unit 170 and transmits it to the control unit 180.

전자수평센서(190)는 몸체부(110)의 지면에 대한 수평도를 검출할 수 있도록 메인바디(112)상에 장착되어 있다. The electronic horizontal sensor 190 is mounted on the main body 112 so as to detect a horizontal level of the ground of the body 110.

GPS수신기(182)는 위성으로부터 수신된 정보로부터 현재의 좌표정보와 시간정보를 제어부(180)에 출력한다.The GPS receiver 182 outputs current coordinate information and time information to the controller 180 from the information received from the satellite.

제어부(180)는 광전변환부(160)에서 광섬유(121)(131 내지 133) 각각의 입사광량에 대응되게 출력되는 신호와 광섬유(121)(131 내지 133) 각각의 위치정보를 이용하여 몸체부(110)가 태양광을 추적하도록 구동부(170)를 제어한다.The controller 180 uses the signal output from the photoelectric conversion unit 160 to correspond to the incident light amount of each of the optical fibers 121 and 131 to 133, and the body part using the position information of each of the optical fibers 121 and 131 to 133. 110 controls the driver 170 to track sunlight.

즉, 제어부(140)는 소범위 검출용 광섬유(131 내지 133)로부터 광전변환부(160)를 통해 광검출신호가 출력되지 않으면, 대범위 검출용 광섬유(121) 각각의 광수신 세기를 판단하여 태양광의 방향을 산출하고, 산출된 태 양광의 입사방향을 추종하도록 구동부(170)를 통해 구동체(150)를 제어한다. 이후, 제어부(180)는 소범위 검출용 광섬유(131 내지 133) 중 2차 광섬유(133)로부터 광수신에 대응되는 신호가 수신되면 2차 광섬유(133) 각각의 광수신 세기를 판단하여 태양광의 방향을 산출하고, 산출된 태양광의 입사방향을 추종하도록 구동부(170)를 통해 구동체(150)를 제어한다. 이러한 제어부(180)는 1차 광섬유(133)로 광이 균등하게 수신됨과 아울러 센터 광섬유(131)에 최대 광량이 입사되도록 하는 과정을 계속해서 수행한다.That is, if the light detection signal is not output from the small range detection optical fibers 131 to 133 through the photoelectric conversion unit 160, the controller 140 determines the light reception intensity of each of the large range detection optical fibers 121. The driving unit 150 is controlled through the driving unit 170 to calculate the direction of the light and follow the calculated incidence direction of the solar light. Subsequently, the controller 180 determines the light reception intensity of each of the secondary optical fibers 133 when the signal corresponding to the light reception is received from the secondary optical fibers 133 of the small-range detection optical fibers 131 to 133. The direction is calculated, and the driving unit 150 is controlled through the driving unit 170 to follow the calculated incident direction of sunlight. The controller 180 continuously performs the process of receiving light equally to the primary optical fiber 133 and allowing the maximum amount of light to enter the center optical fiber 131.

한편, 제어부(180)는 광전변환부(160)로부터 출력되는 신호로부터 태양광 추적이 불가능하다고 판단되면, 전자수평센서(190)의 출력신호를 이용하여 메인바디(112)가 지면에 수직하게 배열되게 구동부(170)를 제어한 후, GPS수신기(182)보로부터 취득된 현재 좌표정보와 현재 시간정보로부터 현재의 태양위치정보를 산출하여 몸체부(110)가 산출된 태양위치에 대응되는 방향으로 이동되게 구동부를 제어한다.On the other hand, if it is determined that the tracking of the sunlight is not possible from the signal output from the photoelectric conversion unit 160, the controller 180 uses the output signal of the electronic horizontal sensor 190 to arrange the main body 112 perpendicular to the ground. After controlling the driving unit 170, the current position information is calculated from the current coordinate information and the current time information obtained from the GPS receiver 182 beam to the body portion 110 in the direction corresponding to the calculated solar position. Control the drive to be moved.

여기서, 제어부(180)의 현재 태양위치 산출방법은 현재의 위치정보로부터 시간에 따른 태양의 위치를 산출할 수 있는 태양위치 산출식 또는 데이터가 기록된 룩업테이블을 내장시켜 산출하도록 할 수 있다.Here, the current sun position calculation method of the control unit 180 may be calculated by embedding a sun position calculation formula or a lookup table in which data is recorded to calculate the position of the sun according to time from the current position information.

현재 위치로부터 시간에 따른 태양위치를 산출하는 방법의 예로서는 논문(R. Walraven, 1978."Calculating the position of the sun", Solar Energy, vol.20, pp393-397)등 다양하게 알려져 있어 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Examples of methods for calculating the position of the sun over time from the current position are known in various papers (R. Walraven, 1978. "Calculating the position of the sun", Solar Energy, vol. 20, pp393-397). Description is omitted.

한편, 제어부(180)는 몸체부(110)의 태양광 추종위치 정보를 외부로 출력할 수 있도록 구축된다. On the other hand, the controller 180 is built to output the solar tracking position information of the body portion 110 to the outside.

이러한 태양광 추적 센서 유니트는 태양광 설비의 태양광 추적을 위한 센서로서 이용될 수 있으며, 소형화가 가능한 광경로변환부재에 의해 광입사 가이드관부의 내경을 줄일 수 있어 태양추적 정밀도를 높일 수 있으면서도 전체적인 소형화가 가능한 장점을 제공한다.Such a solar tracking sensor unit can be used as a sensor for tracking solar light of a solar installation, and by reducing the inner diameter of the light incident guide pipe by a miniaturized light path converting member, the solar tracking accuracy can be increased and the overall tracking accuracy can be improved. It offers the advantage of miniaturization.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 추적센서 유니트를 나타내 보인 도면이고,1 is a view showing a solar tracking sensor unit according to the present invention,

도 2는 도 1의 몸체부의 평면도이다.2 is a plan view of the body of FIG. 1.

Claims (4)

태양광을 추적하는 태양광 추적센서에 있어서,In the solar tracking sensor for tracking the sunlight, 메인 바디와, 상기 메인 바디의 중앙에서 상기 메인바디의 외경보다 좁은 외경을 갖게 상방으로 연장되되 상부가 열린 개구를 통해 태양광이 내부로 입사될 수 있게 형성된 광입사 가이드관부를 갖는 몸체부와;A body portion having a main body and a light incidence guide tube portion extending upwardly to have an outer diameter narrower than the outer diameter of the main body at the center of the main body, and allowing sunlight to be incident therethrough through an open opening; 상기 메인 바디 상에 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 입사된 태양광을 수신하여 도파하는 다수의 광섬유로 된 대범위 광도파부와;A large-range optical waveguide part of a plurality of optical fibers installed on the main body and spaced apart from each other along the circumferential direction to receive and guide the incident sunlight; 상기 광입사 가이드 관부의 개구를 통해 입사된 광을 도파할 수 있도록 배열된 다수의 광섬유로 된 소범위 광도파부와;A small range optical waveguide part comprising a plurality of optical fibers arranged to guide light incident through the opening of the light incident guide tube; 상기 대범위 광도파부의 광섬유 각각과, 상기 소범위 광도파부의 광섬유 각각에서 출력되는 광을 수광하여 전기적 신호로 출력하는 광전 변환부와;A photoelectric conversion unit for receiving the light output from each of the optical fibers of the large range optical waveguide and the optical fibers of the small range optical waveguide and outputting the light as an electrical signal; 상기 몸체부를 제1방향과 제1방향과 교차되는 제2방향으로 회전구동하는 구동부와;A driving unit rotating the body in a first direction and a second direction crossing the first direction; 상기 광전변환부에서 상기 광섬유 각각의 입사광량에 대응되게 출력되는 신호와 상기 광섬유 각각의 위치정보를 이용하여 상기 몸체부가 태양광을 추적하도록 상기 구동부를 통해 상기 몸체부를 회전구동하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서 유니트.And a controller configured to rotate the body part through the driving part so that the body part tracks sunlight by using the signal output from the photoelectric conversion part corresponding to the incident light amount of each of the optical fibers and the position information of each of the optical fibers. The solar tracking sensor unit, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 메인바디는 상기 광입사가이드관부와의 사이에 하방으 로 진행될 수록 점진적으로 폭이 좁아지게 경사진 경사홈이 형성되어 있고, 상기 대범위 광도파부의 광섬유는 상기 경사홈을 통해 입사된 광을 검출하도록 상기 경사홈 내에 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서 유니트.The inclined groove of claim 1, wherein the main body has an inclined groove inclined so that the width thereof is gradually narrowed as it goes downward between the light incidence guide pipe portion, and the optical fiber of the large-area optical waveguide portion is inclined groove. The solar tracking sensor unit, characterized in that installed in the inclined groove to detect the light incident through. 제2항에 있어서, 상기 소범위 광도파부는 The optical waveguide according to claim 2, wherein the small range optical waveguide is 상기 광입사가이드관부의 중심에 설치된 센터 광섬유와;A center optical fiber installed at the center of the light incident guide tube; 상기 센터 광섬유를 중심으로 동심상으로 배열된 1차 광섬유들과;Primary optical fibers arranged concentrically about the center optical fiber; 상기 센터 광섬유를 중심으로 상기 1차 광섬유 외측에서 동심상으로 배열된 2차 광섬유들;을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서 유니트.And a secondary optical fiber arranged concentrically on the outer side of the primary optical fiber with respect to the center optical fiber. 제1항 내지 제3중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 몸체부의 지면에 대한 수평도를 검출하는 전자수평센서와;An electronic horizontal sensor for detecting a horizontal degree of the ground of the body part; GPS수신기;를 더 구비하고,GPS receiver further comprises, 상기 제어부는 상기 광전변환부로부터 출력되는 신호로부터 태양광 추적이 불가능하다고 판단되면, 상기 전자수평센서의 출력신호를 이용하여 상기 몸체부가 지면에 수직하게 배열되게 상기 구동부를 제어한 후, 상기 GPS 수신기로부터 수신된 현재시간 정보와 좌표정보로부터 현재의 태양위치정보를 산출하여 상기 몸체부가 산출된 태양위치에 대응되는 방향으로 이동되게 상기 구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서 유니트.If it is determined that sunlight tracking is impossible from the signal output from the photoelectric conversion unit, the control unit controls the driving unit so that the body unit is arranged perpendicular to the ground by using the output signal of the electronic horizontal sensor, and then the GPS receiver. And calculating the current solar position information from the current time information and the coordinate information received from the driving unit to drive the driving unit to move in the direction corresponding to the calculated solar position.
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