KR101595269B1 - 고압용 배전선로 전원 공급 장치 - Google Patents

고압용 배전선로 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈(noise)와 서지(surge)의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 구성된 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 관한 것이다.

Description

고압용 배전선로 전원 공급 장치{Power supply for high-voltage distribution lines}
본 발명은 배전분야 기술 중 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈(noise)와 서지(surge)의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 구성된 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배전자동화설비는 중앙통제실에 설치된 컴퓨터를 이용하여 원거리에 산재되어 있는 배전선로 상의 부하개폐기의 상태감시 및 제어를 수행하고, 전압, 전류 등을 계측하며, 고장 발생시에는 자동으로 고장구간을 확인하여 배전선로 계통운전을 원격으로 수행할 수 있도록 하는 설비로, 도 1에는 종래기술에 따른 배전자동화 설비(100)의 개략구조도가 도시되어 있다.
배전자동화설비(100)는 송수신용 통신수단(130; 도 2 참조)을 통해 중앙통제실(미도시)로부터 제어신호를 입력받고 입력받은 제어신호의 오류를 검사하여 오류가 없는 경우 제어신호를 출력하는 단말기(110)와, 단말기(110)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(120)를 포함하여 이루어진다.
단말기(110)는 일반적으로 부하개폐기(120)의 하부에 설치되는 제어함(111) 내에 설치되며, 부하개폐기(120)는 특고압 지중배선 선로의 경우는 예를 들어 SF6 가스를 절연매체로 절연된 가스절연 부하개폐기가 사용되며, 송수신용 통신수단(130)은 일반적으로 제어함(111)에 구비된다.
배전자동화설비(100)의 작동을 위해서는 전원이 공급되어야 하므로 제어함(111) 내에는 배전자동화설비의 전원공급장치(200)가 포함되는데, 이러한 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치(200)의 구조가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.
종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치(200)는, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 상용전원(210)과, 상용전원(210)을 적정 전압으로 강하시키는 변압기(220)와, 변압기(210)로부터 유입되는 전류를 브리지 정류회로를 통해 정류시키는 정류기(230)와, 정류기(230)에 의해 정류된 전원을 콘덴서(미도시)를 통해 평활화시키고 직류전원으로 안정화시키는 전압안정화부(240)와, 전압안정화부(240)에 의해 안정된 전압을 부하개폐기(120)로 제공하는 출력단자부(250)와, 변압기(210)에 의해 강하된 전압을 증폭시켜 송수신용 통신수단(130)으로 제공하는 출력증폭부(260)와, 출력단자부(250)의 출력전압을 제어하고 정전시 출력전압을 순간보상하여 출력하는 제어부(270)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 외부로부터 전원이 공급되는 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치(200)의 경우에는 변압기(220)를 통한 노이즈가 유입되므로 변압기(220)와 정류기(230) 사이에 노이즈 제거를 위한 라인필터(280)을 설치해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 이러한 라인필터(280)가 단말기(110)의 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
또한, 라인필터(280) 만으로는 낙뢰나 정전기의 방전 등과 같은 큰 에너지의 서지 방지가 불가능하므로 라인필터(280)의 전단에 별도의 서지보호회로부(290)를 설치해야 하는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 정전이 발생할 경우에는 메모리에 저장된 유효전력량, 시간대별 최대 수요전력 부하제어 알고리즘 등과 같은 중요정보가 지워지지 않도록 콘덴서에 축전된 전원이 모두 소모되기 전에 ROM과 같은 특정 메모리에 대피시켜 둘 수 있는 회로가 제어부(270)에 구현될 필요가 있다.
그러나, 순간정전으로 인해 콘덴서에 축전된 전원이 모두 소모되기 전에 전원이 재공급되는 경우에는 제어부(270)에 오작동이 일어날 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0840382호(2008.06.16.) '배전자동화설비의 자체충전식 전원공급장치'
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하되, 태양전지모듈의 집광 효율 극대화를 통해 고효율적인 전원 확보가 가능토록 개선한 고압용 배전선로 전원 공급 장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 제어함(3a) 내에 설치되고 외부로부터 제어신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 단말기(3b)와, 상기 제어함(3a)의 외측에 설치되고 상기 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c)를 포함하여 이루어지는 배전자동화설비에 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서,
상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양전지모듈(10); 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 상기 제어함(3a)으로 전원을 공급하는 축전지(20); 및 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에 개재되어 상기 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30);를 포함하되,
상기 충방전제어부(30)는, 상기 태양전지모듈(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 상기 축전지(20)의 전압을 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 상기 제1 및 제2전압센서(31,32)와 상기 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 상기 로직회로(34)의 제어신호에 따라 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하며; 상기 전류변조회로(35)는 공지된 펄스폭변조(PWM) 회로로 구현되고; 상기 충방전제어부(30)는 상기 태양전지모듈(10)의 출력단에 연결되어 상기 태양전지모듈(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하며,
상기 태양전지모듈(10)이 태양의 움직임을 따라 트래킹하도록 트래킹유닛(50)을 더 구비하되, 상기 트래킹유닛(50)은 전주(P)에 고정되는 상하 한 쌍의 고정클램프(52)를 포함하고; 상기 고정클램프(52)는 일부가 절개된 원형상의 부재이로서 내경이 전주(P)와 동일한 전주접지부(54)와, 상기 전주접지부(54)와 동일 높이를 갖고 일정폭 연장된 홈부(56)와, 상기 홈부(56)와 높이차를 두고 돌출된 걸림가이드부(58) 및 클램핑을 위한 체결편부(60)로 이루어지고, 체결편부(60)에 체결볼트(BT)가 체결되어 전주(P)에 밀착 고정되도록 구성되며; 상기 홈부(56)는 걸림가이드부(58)와 전주(P) 사이에 일정간격 이격된 공간을 형성하여 회전가이드(62)가 끼워져 회전할 수 있게 구성되고; 상기 회전가이드(62)는 호형상 부재로서 내주면 일부에는 상기 걸림가이드부(58)에 걸쳐짐과 동시에 홈부(56)에 끼워지도록 'ㄱ' 형상의 종단면을 갖는 걸림편(64)이 일체로 형성되며; 상기 걸림편(64)은 상기 걸림가이드부(58)와 대응되게 상,하로 간격을 두고 한 쌍이 마련되고; 상기 회전가이드(62)의 상단에는 둘레를 따라 래크(66)가 형성되는데, 상기 래크(66)는 상기 회전가이드(62)의 상단에서 단차를 두고 형성된되며; 상기 회전가이드(62)의 외표면 상측과 하측에는 각각 상부힌지브라켓(68a)과 하부힌지브라켓(68b)이 돌출되고, 상기 상부힌지브라켓(68a)에는 태양전지모듈(10)의 상단 후면에서 돌출된 힌지조립부(10')가 힌지핀(10")에 의해 회전가능하게 힌지고정되며; 상기 하부힌지브라켓(68b)에는 회동모터(70)의 하단이 회전가능하게 힌지 결합되고; 상기 회동모터(70)의 모터축(72)에는 볼스크류(74)가 커플링(미도시)에 의해 연결 고정되며, 상기 볼스크류(74)는 상기 태양전지모듈(10)의 하단에서 돌출된 스크류편(76)을 관통하여 나사체결되고; 상기 래크(66)에는 피니언(78)이 치결합되며, 상기 피니언(78)은 피니언모터(80)에 고정되어 회동력을 발생하도록 구성되고; 상기 피니언모터(80)는 모터브라켓(82)에 고정되며, 상기 모터브라켓(82)은 상기 전주(P)에 클램핑되는 모터브라켓체결밴드(84)에 고정되고; 상기 피니언모터(80)와 회동모터(70)는 모터컨트롤러(88)와 전기적으로 연결되어 구동 제어되는데, 모터컨트롤러(88)는 송수신용 통신수단(3d)와 연결되어 송수신용 통신수단(3d)이 기상청 서버로부터 받은 일자별, 시간별 태양의 위치, 남중고도 정보를 송신받아 상기 회동모터(70)와 피니언모터(80)를 제어하는 것을 특징으로 하는 고압용 배전선로 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 자체충전식 전원공급장치에 의하면, 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능한 탁월한 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 배전자동화설비의 개략구조도.
도 2는 종래기술에 따른 전원 공급 장치의 구조를 나타내는 블럭다이아그램.
도 3은 본 발명에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 개략구조도.
도 4는 본 발명에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 개략구조도.
도 5는 본 발명에 따른 자체충전식 전원 공급 장치의 구조를 나타내는 블럭다이아그램.
도 6은 본 발명에 따른 자체충전식 전원 공급 장치를 구성하는 태양전지모듈의 태양 트래킹 유닛의 설치예를 보인 예시도.
도 7은 도 6의 요부 분해도.
도 8은 도 6의 요부 평면도.
도 9는 도 6의 다른 요부를 발췌하여 보인 예시도.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 자체충전식 고압용 배전선로 전원 공급 장치(1)는 도 3 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 제어함(3a) 내에 설치되고 외부의 중앙통제실(도시되지 않음)로부터 제어신호를 입력받아 이 제어신호의 오류를 검사한 후 이를 출력하는 단말기(3b)와, 제어함(3a)의 외측에 설치되고 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c)와, 제어함(3a)에 설치되고 중앙통제실과의 데이터 통신을 가능하게 하는 송수신용 통신수단(3d)를 포함하여 이루어지는 통상의 배전자동화설비(3)에 작동을 위한 전원을 공급함으로써 안정적인 역할을 한다.
이러한 전원 공급 장치(1)는 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있도록 함과 동시에 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하기 위하여, 도 3 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양전지모듈(10)과, 제어함(3a)에 설치되고 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 이렇게 충전된 전원을 제어함(3a)으로 공급하는 축전지(20)와, 제어함(3a)에 설치되고 태양전지모듈(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 태양전지모듈(10)은 태양광(photons)을 반도체의 성질을 이용하여 전기에너지로 변환시키는 것으로, 대면적은 P-N 접합다이오드와 유사하게 구성된 다수의 쏠라셀이 하나의 모듈단위로 집합되어 형성된다.
태양전지모듈(10)은 자연에너지의 일종인 태양광을 전기에너지로 변환시킴에 따라 본 발명에 따른 전원공급장치(1)로 하여금 자체 발전 및 충전을 가능하게 하는 핵심 구성요소로 작용하는 것으로, 제어함(3a)의 외부, 특히 제어함(3a)의 상부에 설치된다.
그리고, 배전자동화설비(3)를 구성하는 제어함(3a)에는 축전지(20)가 설치되는데, 이 축전지(20)는 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하여 배전자동화설비(3)의 작동을 위해 제어함(3a)으로 공급하는 것으로, 도면 상에는 제어함(3a)의 내부에 구비되는 것으로 도시되어 있으나 제어함(3a)의 외부에도 설치될 수 있다.
전술한 제어함(3a) 내의 단말기(3b)의 일측에는 충방전제어부(30)가 설치되는데, 이 충방전제어부(30)는 전술한 태양전지모듈(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 제어하는 것으로, 도 5에 도시되는 바와 같이, 태양전지모듈(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 축전지(20)의 전압의 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 제1 및 제2전압센서(31,32)와 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 로직회로(34)의 제어신호에 따라 제어함(3a)으로 공급되는 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하여 이루어진다.
그리고, 로직회로(34)는 제1전압센서(31)에 의해 검출된 태양전지모듈(10)의 전압과, 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압과, 광량센서(33)에 의해 감지된 광량을 파리미터로 하여 연산을 수행함으로써 전류변조회로(35)의 작동을 위한 제어신호를 출력한다.
따라서, 로직회로(34)는 일몰시 광량이 감소하여 태양전지모듈(10)의 출력전압이 일정값 미만으로 감소할 경우, 전류변조회로(35)를 제어하여 제어함(3a)으로 전류가 공급되도록 하고, 반대로 일출에 의해 태양광의 광량이 증가하여 태양전지모듈(10)의 출력전압이 일정값 이상으로 증가할 경우 전류변조회로(35)를 제어하여제어함(3a)으로 전류가 공급을 차단하는 역할을 한다.
또한, 전류변조회로(35)는 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 설정범위 내에 해당되는 경우, 축전지(20)의 전압에 따라 펄스전류의 듀티비(duty ratio)를 조절함으로써, 다시 말해 축전지(20)의 전압이 낮으면 듀티비를 증가시키고 축전지(20)의 전압이 높으면 듀티비를 감소시키는 방식으로 펄스전류의 듀티비를 조절하여 제어함(11a)으로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지되도록 하는 것으로 공지된 펄스폭변조(PWM;Pulse Width Modulation) 회로로 구현될 수 있다.
아울러, 충방전제어부(30)는 상기 태양전지모듈의 출력단에 연결되는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이 역류방지다이오드(36)는 태양전지모듈(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다.
뿐만 아니라, 전류변조회로(35)는 전술한 역류방지다이오드(35)와 축전지(20) 사이에 연결되는 릴레이스위치(34a)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이 릴레이스위치(34a)는 태양전지모듈(10)로부터 축전지(20)로 공급되는 전원을 단속하는 것으로, 특히 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 지나치게 높아 과충전될 위험이 있을 경우 축전지(20)로의 전류공급을 차단하여 충전을 중지시키는 역할을 한다.
또한, 충방전제어부(30)는 저전압차동(LVD; Low Voltage Diffrential)회로(37)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이 저전압차동회로(37)는 송수신용 통신수단(3d)의 데이터의 전송을 용이하게 하는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 자체충전식 전원 공급 장치(1)의 전체 작동을 설명한다.
본 발명에 따른 자체충전식 전원 공급 장치(1)의 경우에는 태양전지모듈(10)로부터 발전된 전력이 축전지(20)에 충전되어 배전자동화설비(3)의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라, 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원 공급 장치에서와 같이 변압기를 통한 노이즈가 유입되지 않으며 정전 등에 의해 유발되는 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하다.
특히, 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에 개재되는 충방전제어부(30)에 의해 태양전지모듈(10)의 전압과 축전지(20)의 전압 그리고 주야, 일출, 일몰에 따른 광량에 따라, 축전지(20)의 충전이나 방전여부 그리고 전류공급 여부가 제어되고, 특히 충방전제어부(30)의 전류변조회로(35)에 의해 제어함(11a)로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지될 수 있다.
덧붙여, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(1)는 태양전지모듈(10)이 태양의 움직임을 따라 트래킹하도록 하여 태양광 집광 효율을 극대화시킬 수 있도록 도 6과 같은 형태로 설치되는 트래킹유닛(50)을 더 구비한다.
이때, 상기 트래킹유닛(50)은 전주(P)에 고정되는 상하 한 쌍의 고정클램프(52)를 포함한다.
상기 고정클램프(52)는 일부가 절개된 원형상의 부재이며, 도 8의 (a)에서와 같이 내경은 전주(P)와 동일한 전주접지부(54)와, 상기 전주접지부(54)와 동일 높이를 갖고 일정폭 연장된 홈부(56)와, 상기 홈부(56)와 높이차를 두고 돌출된 걸림가이드부(58) 및 클램핑을 위한 체결편부(60)로 이루어지고, 체결편부(60)에 체결볼트(BT)가 체결되어 전주(P)에 밀착 고정되도록 구성된다.
때문에, 상기 홈부(56)는 걸림가이드부(58)와 전주(P) 사이에 일정간격 이격된 공간을 형성하게 되므로 후술되는 회전가이드(62, 도 6 참조)가 원활하게 회전될 수 있게 된다.
다만, 상기 회전가이드(62)는 도 8의 (a)에 표시된 것처럼, 체결편부(60)의 반대쪽에서 180°의 반경내에서만 왕복될 수 있도록 구성하여야 하는데, 이는 회전가이드(62)가 360°회전하게 되면 전선(태양전지모듈로부터 인출된 전선) 꼬임 현상이 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
아울러, 도 8의 (b)와 같이, 상기 전주접지부(54)의 내경에는 실리콘 혹은 고무로 된 원통형상의 신축성 마찰패드(PAD)가 더 개재될 수 있는데, 상기 신축성 마찰패드(PAD)도 둘레 일부가 절개되어 있어 전주(P)에 끼울 때는 절개된 부분을 벌려 끼울 수 있도록 구성되며, 내주면 및 외주면에는 다수의 요철을 형성함으로써 미끄러짐을 최소화하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 회전가이드(62)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 일정반경의 호형상 부재로서, 내주면 일부에는 상기 걸림가이드부(58)에 걸쳐짐과 동시에 홈부(56)에 끼워지도록 'ㄱ' 형상의 종단면을 갖는 걸림편(64)이 일체로 형성된다.
이때, 상기 걸림편(64)은 상기 걸림가이드부(58)와 대응되게 상,하로 간격을 두고 한 쌍이 마련된다.
그리고, 상기 회전가이드(62)의 상단에는 둘레를 따라 래크(66)가 형성되는데, 상기 래크(66)는 상기 회전가이드(62)의 상단에서 단차를 두고 형성된다.
또한, 상기 회전가이드(62)의 외표면 상측과 하측에는 각각 상부힌지브라켓(68a)과 하부힌지브라켓(68b)이 돌출되며, 상기 상부힌지브라켓(68a)에는 태양전지모듈(10)의 상단 후면에서 돌출된 힌지조립부(10')가 힌지핀(10")에 의해 회전가능하게 힌지고정된다.
아울러, 상기 하부힌지브라켓(68b)에는 회동모터(70)의 하단이 회전가능하게 힌지 결합된다.
그리고, 상기 회동모터(70)의 모터축(72)에는 볼스크류(74)가 커플링(미도시)에 의해 연결 고정되고, 상기 볼스크류(74)는 상기 태양전지모듈(10)의 하단에서 돌출된 스크류편(76)을 관통하여 나사체결된다.
따라서, 상기 회동모터(70)가 회전하게 되면 상기 볼스크류(74)의 회전방향에 따라 상기 태양전지모듈(10)은 상기 힌지핀(10")을 회전기점으로 하여 하방이 들어 올려지거나 내려지면서 태양전지모듈(10)의 경사각을 조절할 수 있게 된다.
여기에서, 상기 태양전지모듈(10)의 경사각을 조절해야 하는 이유는 태양은 계절과 시간에 따라 남중고도가 달라지기 때문에 태양광이 최대한 수직하게 태양전지모듈(10)로 입사되게 하여 고효율적인 집광이 가능토록 하기 위함이다.
뿐만 아니라, 상기 태양전지모듈(10)이 태양을 추미(tracking)하여 태양의 이동방향으로 같이 회전하도록 상기 회전가이드(62)의 상단에는 래크(66)가 구비되는데, 상기 래크(66)에는 피니언(78)이 치결합되고, 상기 피니언(78)은 피니언모터(80)에 고정되어 회동력을 발생하도록 구성된다.
그리고, 상기 피니언모터(80)는 모터브라켓(82)에 고정되며, 상기 모터브라켓(82)은 상기 전주(P)에 클램핑되는 모터브라켓체결밴드(84)에 고정된다.
이때, 상기 피니언모터(80)와 회동모터(70)는 모터컨트롤러(88)와 전기적으로 연결되어 구동 제어되는데, 모터컨트롤러(88)는 상기 회전가이드(62) 상에 구비됨이 바람직하지만, 상기 피니언모터(80)를 보호하기 위해 별도로 구비되는 모터커버(86)의 내부에 설치되는 것이 가장 바람직하다. 이는 눈, 비 등으로부터 보호될 수 있기 때문이다.
아울러, 상기 모터커버(86)는 상기 모터브라켓체결밴드(84) 혹은 모터브라켓(82) 상에 고정될 수 있으며, 도 9의 예시와 같이, 내부에 공간을 갖고 전면(86a)과 측면(86b)이 일부 밀폐되도록 구성될 수 있다.
여기에서, 도 9의 "86c"는 모터커버(86)를 고정하기 위한 '고정부'이다.
또한, 상기 모터컨트롤러(88)는 송수신용 통신수단(3d)와 연결되고, 송수신용 통신수단(3d)은 기상청 서버와 통신하여 일자별, 시간별 태양의 위치, 남중고도 정보를 수신하며, 이 정보를 전달받고 일반적으로 알 수 있는 방식으로 분석하여 상기 회동모터(70)와 피니언모터(80)를 제어하게 된다.
다만, 초기 설치 후 홈포지션을 세팅하면 엔코더 등의 수단을 탑재하여 하루 동안 회전한 거리를 연산한 후 일몰시에는 홈포지션을 복귀하도록 하여 360°회전을 방지하고, 일정 각도 내에서 왕복 회전될 수 있도록 제어된다.
이렇게 구성되면, 태양전지모듈(10)은 태양이 뜨는 시간부터 태양이 지는 시간까지 태양광과 최대한 수직한 각도를 유지하면서 태양을 추미하므로 태양광을 최대한 고효율적으로 집광할 수 있게 되고, 집광 효율이 극대화되므로 발전효율도 향상되게 된다.
10 : 태양전지모듈 20 : 축전지
30 : 충방전제어부 31 : 제1전압센서
32 : 제2전압센서 33 : 광량센서
34 : 로직회로 35 : 전류변조회로
36 : 역류방지다이오드 37 : 저전압차동회로

Claims (1)

  1. 제어함(3a) 내에 설치되고 외부로부터 제어신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 단말기(3b)와, 상기 제어함(3a)의 외측에 설치되고 상기 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c)를 포함하여 이루어지는 배전자동화설비에 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양전지모듈(10); 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 상기 제어함(3a)으로 전원을 공급하는 축전지(20); 및 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에 개재되어 상기 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30);를 포함하되,
    상기 충방전제어부(30)는, 상기 태양전지모듈(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 상기 축전지(20)의 전압을 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 상기 제1 및 제2전압센서(31,32)와 상기 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 상기 로직회로(34)의 제어신호에 따라 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하며; 상기 전류변조회로(35)는 공지된 펄스폭변조(PWM) 회로로 구현되고; 상기 충방전제어부(30)는 상기 태양전지모듈(10)의 출력단에 연결되어 상기 태양전지모듈(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하며,
    상기 태양전지모듈(10)이 태양의 움직임을 따라 트래킹하도록 트래킹유닛(50)을 더 구비하되, 상기 트래킹유닛(50)은 전주(P)에 고정되는 상하 한 쌍의 고정클램프(52)를 포함하고; 상기 고정클램프(52)는 일부가 절개된 원형상의 부재로서 내경이 전주(P)와 동일한 전주접지부(54)와, 상기 전주접지부(54)와 동일 높이를 갖고 일정폭 연장된 홈부(56)와, 상기 홈부(56)와 높이차를 두고 돌출된 걸림가이드부(58) 및 클램핑을 위한 체결편부(60)로 이루어지고, 체결편부(60)에 체결볼트(BT)가 체결되어 전주(P)에 밀착 고정되도록 구성되며; 상기 홈부(56)는 걸림가이드부(58)와 전주(P) 사이에 일정간격 이격된 공간을 형성하여 회전가이드(62)가 끼워져 회전할 수 있게 구성되고; 상기 회전가이드(62)는 호형상 부재로서 내주면 일부에는 상기 걸림가이드부(58)에 걸쳐짐과 동시에 홈부(56)에 끼워지도록 'ㄱ' 형상의 종단면을 갖는 걸림편(64)이 일체로 형성되며; 상기 걸림편(64)은 상기 걸림가이드부(58)와 대응되게 상,하로 간격을 두고 한 쌍이 마련되고; 상기 회전가이드(62)의 상단에는 둘레를 따라 래크(66)가 형성되는데, 상기 래크(66)는 상기 회전가이드(62)의 상단에서 단차를 두고 형성되며; 상기 회전가이드(62)의 외표면 상측과 하측에는 각각 상부힌지브라켓(68a)과 하부힌지브라켓(68b)이 돌출되고, 상기 상부힌지브라켓(68a)에는 태양전지모듈(10)의 상단 후면에서 돌출된 힌지조립부(10')가 힌지핀(10")에 의해 회전가능하게 힌지고정되며; 상기 하부힌지브라켓(68b)에는 회동모터(70)의 하단이 회전가능하게 힌지 결합되고; 상기 회동모터(70)의 모터축(72)에는 볼스크류(74)가 커플링(미도시)에 의해 연결 고정되며, 상기 볼스크류(74)는 상기 태양전지모듈(10)의 하단에서 돌출된 스크류편(76)을 관통하여 나사체결되고; 상기 래크(66)에는 피니언(78)이 치결합되며, 상기 피니언(78)은 피니언모터(80)에 고정되어 회동력을 발생하도록 구성되고; 상기 피니언모터(80)는 모터브라켓(82)에 고정되며, 상기 모터브라켓(82)은 상기 전주(P)에 클램핑되는 모터브라켓체결밴드(84)에 고정되고; 상기 피니언모터(80)와 회동모터(70)는 모터컨트롤러(88)와 전기적으로 연결되어 구동 제어되는데, 모터컨트롤러(88)는 송수신용 통신수단(3d)와 연결되어 송수신용 통신수단(3d)이 기상청 서버로부터 일자별, 시간별 태양의 위치, 남중고도 정보를 수신받아 상기 회동모터(70)와 피니언모터(80)를 제어하는 것을 특징으로 하는 고압용 배전선로 전원 공급 장치.
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