KR20080058301A - The operation control system for track type solar thermal electric power generation system - Google Patents

The operation control system for track type solar thermal electric power generation system Download PDF

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Abstract

An operation control method for a track type solar electric power generation system is provided to receive horizontal and vertical coordinates and time information of each unit generation system from a GPS base station and to calculate the ecliptic applied to the coordinates in order to track sun based on the calculated value and to correct an error generated by a mechanical error by an assistant sun tracking device. An operation control method for a track type solar electric power generation system includes a main control device. A position coordinate value of each solar electric power generation system is obtained by a GPS base station(21). An ecliptic value of each year is stored in an internal program memory(30). An amplification part(23) amplifies a propagation signal received by an antenna(22). A band pass filter(24) removes an unnecessary signal. The necessary signal is withdrawn from a wave detection part(26) through a frequency switching part(25). A signal is transferred through an analog/digital switching part(27) to a micro processor(28). A track calculation part(29) is controlled by the micro processor. The micro processor adjusts a rotary angle and an inclined angle. The present generation volume is calculated in a generation calculation part(31). The generation volume transferred from the generation calculation part and the average generation volume are compared by a comparison part(32). Weather information is received from a weather management server(36) through a transmitter-receiver part(33). An abnormal state alarm is given to a manager by an alarm(34).

Description

추적식 태양광발전시스템 가동제어방법{the operation control system for track type solar thermal electric power generation system}The operation control system for track type solar thermal electric power generation system}

본 발명은 태양광발전을 위한 추적식 태양광발전시스템 가동제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tracking photovoltaic system operation control method for photovoltaic power generation.

오늘날 한정된 자원인 화석연료는 무분별한 사용으로 인해 심각한 환경오염을 일으키게 됨은 물론, 머지않아 그 자원마저 고갈될 것이 예상됨에 따라 화석연료를 대체할 수 있는, 소위 크린에너지의 개발이 전세계적으로 활발히 추진되고 있으며 그 대표적인 예가 태양광발전이다.As fossil fuels, which are a limited resource today, will not only cause serious environmental pollution due to reckless use, but will soon be depleted, the development of so-called clean energy, which can replace fossil fuels, is being actively promoted worldwide. A typical example is solar power generation.

태양광 발전을 위해서는 태양광의 수집과정이 필요한데, 태양은 항상 위치가 변화되는 것이므로 고정된 구조의 수집장치로는 그 효율이 저조하여 실용화에 문제가 있다. Photovoltaic power generation is required for the photovoltaic power generation, and since the sun always changes its position, it is problematic in practical use because its efficiency is low as a collector having a fixed structure.

때문에 추적식 태양광발전장치는 태양의 방향을 추적하여 향일성이 유지되도록 함으로써, 발전효율의 향상을 꾀하고 있는 실정이다.Therefore, the tracking photovoltaic device tracks the direction of the sun to maintain the uniformity, the situation is to improve the power generation efficiency.

참고로 이러한 추적식 태양광 수집장치로는 첫째 두 개의 모터가 각각 배당된 수평 및 수직축을 회전시켜 태양의 고도각을 맞출 수 있도록 하는 타입과,둘째 하나의 모터가 수평 회전각 조절을 담당하고, 나사회전에 의해 출몰하는 스크류잭(55)을 이용하여 수직각을 조절하도록 하여 태양의 고도각을 맞출 수 있도록 하는 타입이 있으며, 이러한 구동장치는 각 태양광 발전장치에 각각 독립적으로 설치시키는 실정이다.For reference, such a tracked solar collector is a type in which the first two motors rotate the horizontal and vertical axes assigned to each other so as to adjust the altitude angle of the sun, and the second one motor controls the horizontal rotation angle. There is a type to adjust the vertical angle by adjusting the vertical angle by using the screw jack (55), which is haunted by the screw rotation, these driving devices are installed in each solar power generator independently. .

이러한 태양광발전장치의 태양 방향 추적 방식으로는 1년의 태양의 이동궤도, 즉 고도(위도 및 경도)를 데이터화 하여 이를 기반으로 하는 프로그램에 의하여 계산된 좌표에 따라 구동모터가 작동되므로 태양을 추적하는 좌표 계산 방식과, 수시로 광센서에 의하여 검출되는 신호출력에 따라 구동모터를 제어하여 태양을 추적하는 광센서방식의 두 가지로 분류할 수 있다.The solar tracking method of the photovoltaic device tracks the sun since the driving motor is operated according to coordinates calculated by a program based on data of the trajectory, that is, the altitude (latitude and longitude) of the sun for one year. It can be classified into two types of coordinate calculation method and an optical sensor method that tracks the sun by controlling the driving motor according to the signal output detected by the optical sensor from time to time.

상기와 같은 태양광 수집장치의 태양 추적 방식중 전자의 타입은, 각각의 추적장치에 고가인 두 개의 구동모터가 반드시 설치되어야 하므로 태양광 발전장치의 설비 비용이 높아지고, 또 구동모터의 갯수가 많아짐에 따라 고장률도 높아져 결국 유지관리비가 상승 되는 문제점이 있다.The former type of solar tracking method of the solar collector, as described above, requires two expensive driving motors to be installed in each tracking device, thereby increasing the installation cost of the photovoltaic device and increasing the number of driving motors. As a result, the failure rate also increases, resulting in a maintenance cost increase.

또한, 후자의 타입은, 고가의 모터 대신 스크류잭이 설치됨에 따라 비용절감의 효과는 있으나, 그 설치 위치가 스크류잭의 원활한 동작을 위한 공간을 확보하기 위해 외부에 노출되게 설치됨에 따라 태양광 발전장치의 미관을 해치는 단점이 있고, 또 스크류잭이 외부에 위치하게 됨에 따라 비나 습기 또는 해풍 등에 노출되어 쉽게 부식 또는 손상되어 고장이 잦을 뿐만 아니라 내구연한이 줄어드는 단점이 있었다.In addition, the latter type has the effect of reducing the cost by installing the screw jack instead of the expensive motor, but as the installation position is exposed to the outside to secure a space for the smooth operation of the screw jack, photovoltaic power generation There is a disadvantage in that it hurts the aesthetics of the device, and as the screw jack is located on the outside, it is exposed to rain, moisture, or sea wind, and is easily corroded or damaged, which causes frequent failures and reduced durability.

전자의 좌표 계산 방식은, 일기상태에 구애받지 않고 태양을 추종할 수 있다는 장점이 있는 반면에 기계적 오차의 누적으로 주기적인 교정작업이 필수적이므로 유지, 보수의 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 해당 태양광 발전장치의 위치정보 값이 대체로 큰 구역별로 주어진 포괄적 좌표값이 적용됨에 따라 실제 태양의 고도값의 오차가 심하여 발전효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.While the former coordinate calculation method has the advantage of being able to follow the sun regardless of the weather condition, it is cumbersome to maintain and repair since periodic calibration is necessary due to the accumulation of mechanical errors. As comprehensive coordinate values are given for each zone where the location information of the power generating device is generally large, there is a problem that power generation efficiency is remarkably decreased due to a serious error in the altitude of the actual sun.

또한, 후자의 광센서 방식은, 그 구조가 비교적 간결하다는 장점은 있으나 날씨가 흐린 경우에는 태양의 추적이 불가능하고 이러한 상태로 시간이 경과되어 태양의 위치가 상당히 변화된 상태에서는 태양이 추적장치의 추적가능범위를 벗어 나게 되어 추적 자체가 불가능하게 되며, 추적 가능 범위가 협소하여 작동의 연속성이 유지되기 어려움에 따라 고정식 보다 오히려 전기 생산력이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.In addition, the latter optical sensor method has the advantage that the structure is relatively simple, but when the weather is cloudy, the tracking of the sun is impossible and in the state where the position of the sun has changed considerably due to the passage of time, the sun tracks the tracking device. Tracking is not possible because it is out of the possible range, there is a problem such as the electrical productivity is lowered than the fixed type due to the difficulty in maintaining the continuity of operation due to the narrow traceable range.

또한, 이러한 태양광 발전장치는 고가의 발전모듈을 탑재하고 있으면서도, 태풍과 같은 자연재해가 발생했을 때 이에 추적식 발전장치를 스스로 안전하게 지킬 수 있는 대처방안이 없었으며 단지 관리자의 인위적 조작에 의존할 수밖에 없었다.In addition, while the solar power generator is equipped with an expensive power generation module, there is no countermeasure to keep the tracked generators safe in the event of a natural disaster such as a typhoon. There was no choice but to.

이러한 단점들은 결국 태양광 발전효율의 저하로 이어지게 되는 것이다.These disadvantages eventually lead to a decrease in the photovoltaic efficiency.

상기와 같은 점을 감안한 본 발명에서는 GPS로 부터 각 단위 발전장치의 위치정보 및 시간정보를 수신받아 그 좌표값에 의한 정확한 고도변화를 계산하여 그 값에 의해 태양의 위치를 추적하도록 하면서 보조 태양추적장치에 의해 기계적, 전기적 오류에 의해 발생된 오차를 보정 하도록 함으로써, 최상의 발전 조건 및 안정된 구동환경을 제공하여 최상의 발전효율을 득 하도록 하였다.In view of the above, the present invention receives the position information and time information of each unit generator from GPS, calculates the exact altitude change by the coordinate value, and tracks the position of the sun according to the auxiliary sun tracking. By correcting the errors caused by mechanical and electrical errors by the device, it provides the best power generation conditions and stable driving environment to obtain the best power generation efficiency.

또한, 보조 태양추적장치에 의해 기계적 오류에 의해 발생된 오차를 보정하도록 하였다.In addition, the secondary solar tracking device to correct the error caused by the mechanical error.

또한, 현재의 광량이 평균 광량에 미달할 때에는 기상청으로부터 수신되는 기상정보에 의하여 현재의 일조량이 발전에 영향을 주는가의 여부를 판단하여 셀의 오염이나 불량인가를 검사하도록 함으로써 평균 광량에 따라 셀의 정상 여부를 판단하는 등, 태양광발전장치의 컨디션을 점검할 수 있도록 하도록 하였다.In addition, when the current light quantity is less than the average light quantity, the weather information received from the Meteorological Agency determines whether the current sunshine affects the generation of electricity and examines whether the cell is contaminated or defective. In order to check the condition of the photovoltaic device, such as determining the normality.

상기와 같은 과제해결을 위한 본 발명에서는 다수의 발전 및 추적장치들이 하나의 주제어장치를 통한 제어신호에 의해 작동하는 중에 다시 각 발전 및 추적장치들은 각각 하나씩 장착된 단위제어장치를 통한 미세 제어신호에 의하여 미세조절이 가능하도록 한 것에 특징이 있다.In the present invention for solving the above problems, while a plurality of power generation and tracking devices are operated by a control signal through one main control device, each power generation and tracking devices are again connected to a fine control signal through a unit control device mounted one by one. There is a feature to enable fine adjustment by.

또한, 상기의 발전 및 추적장치는 태양의 이동에 따라 회전각 조절부의 제어에 의해 회전모터가 주축을 회전시키도록 하고, 상기 주축에는 횡축에 의해 회전가능하게 집광판을 설치하여 경사각 조절부의 제어에 의해 경사모터가 집광판의 경사각을 조절하도록 한 것에 특징이 있다.In addition, the power generation and tracking device is such that the rotation motor rotates the main shaft by the control of the rotation angle adjustment unit in accordance with the movement of the sun, the main shaft by installing a light collecting plate rotatably by the horizontal axis by the control of the inclination angle adjustment unit It is characterized by the inclination motor to adjust the inclination angle of the light collecting plate.

또한 상기의 주제어장치는,GPS기지국으로부터 안테나를 통해 수신하여 증폭부, 대역통과 필터, 주파수 변환부, 검파부, 아날로그/디지털 변환부를 거쳐 마이크로 프로세서로 전달되어 현재시간에 따른 태양의 위치 및 높이를 계산하도록 하고,상기 마이크로 프로세서의 제어를 받는 궤적 연산부에서 태양의 위치와 높이에 따른 회전각 및 경사각을 연산하도록 하여 상기의 마이크로 프로세서에서 각 발전 및 추적장치들의 회전각 조절부와 경사각 조절부로 제어신호를 출력하도록 하고,상기 셀에 의해 축전지들에 충전되는 현재의 발전량을 비교한 결과를 현재의 발전량이 평균 발전량에 미달될 경우에는 일기예보 관리서버에 접속하여 해당 기간의 일기정보를 수신하도록 함으로써 일기예보에 의한 미달인가 셀을 비롯한 기기의 이상상태인가를 판단하여 관리자에게 알리도록 한 것에 특징이 있다.In addition, the main controller is received from the GPS base station via an antenna and transmitted to the microprocessor through an amplifier, a bandpass filter, a frequency converter, a detector, and an analog / digital converter to adjust the position and height of the sun according to the current time. Computing the rotation angle and the inclination angle according to the position and height of the sun in the locus calculation unit under the control of the microprocessor to control the control signal to the rotation angle control unit and the inclination angle control unit of the power generation and tracking devices in the microprocessor And outputs the result of comparing the current generation amount charged to the batteries by the cell, and when the current generation amount is less than the average generation amount, the diary is connected to the weather forecast management server to receive the weather information of the corresponding period. Determining whether the device is under forecast or abnormal in the device including the cell It is characterized by one to notify more than administrator.

또한 상기의 단위제어장치들은,상기 집광판의 상면에 장착되어 중앙의 가는 원추형 돌기의 그림자가 주위에 원주상으로 배열한 온도센서판에 비취는 상태를 온 도감지부에서 다수로 분할된 구역의 온도들을 비교함으로써 인식하게 되면 회전각 판단부와 경사각 판단부에서 회전각의 조절이나 경사각의 조절에 따른 미세 조정값을 동일한 발전 및 추적장치의 회전각 조절부와 경사각 조절부에 전달하여 회전각 및 경사각을 미세하게 조절하도록 구성함을 특징이 있다. In addition, the unit control apparatus, the temperature of the zone divided into a plurality of the temperature sensing unit is mounted on the upper surface of the light collecting plate and the state of the shadow of the central conical projection is reflected on the temperature sensor plate circumferentially arranged around. When it is recognized by comparison, the rotation angle and inclination angle are transmitted to the rotation angle control unit and the inclination angle control unit of the same power generation and tracking device by transmitting the fine adjustment value according to the rotation angle control or the inclination angle control unit. It is characterized by the configuration to finely adjust.

본 발명에서는 GPS로부터 각 단위 발전장치의 수평 및 수직좌표 및 시간정보를 수신받아 그 좌표에 적용되는 정확한 황도를 계산하여, 그 값을 기반으로 프로그래밍하여 태양을 추적하도록 하면서 보조 태양추적장치에 의해 기계적 오류에 의해 발생된 오차를 보정 하도록 되어 있으므로 최상의 발전효율을 유지할 수 있는 효과가 있었다.The present invention receives the horizontal and vertical coordinates and time information of each unit generator from the GPS to calculate the exact ecliptic to be applied to the coordinates, the program based on the value to track the sun while mechanical by the auxiliary solar tracking device Since the error caused by the error is to be corrected, it was effective to maintain the best power generation efficiency.

또한, 현재의 광량이 평균 광량에 미달할 때에는 기상청으로부터 수신되는 기상정보에 의하여 현재의 일조량이 발전에 영향을 주는가의 여부를 판단하여 셀의 오염이나 불량인가를 검사하도록 함으로써 평균 광량에 따라 셀의 정상 여부를 판단하는 등 태양광 발전장치의 컨디션을 점검 및 유지할 수 있으므로 발전효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, when the current light quantity is less than the average light quantity, the weather information received from the Meteorological Agency determines whether the current sunshine affects the generation of electricity and examines whether the cell is contaminated or defective. Since it can check and maintain the condition of the photovoltaic device such as determining whether it is normal, there is an advantage of improving power generation efficiency.

이하,보다 구체적인 실시예를 통해 본 발명 일실시 구성을 상세히 알아보면 다음과 같다.Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the following specific examples.

도 1에 도시한 것과 같이, 다수의 발전 및 추적장치(100)들이 하나의 주제어장치(200)를 통한 제어신호에 의해 태양의 위치에 따라 회전 및 경사각을 조절하면 서 발전하는 중에 다시 각 발전 및 추적장치(100)들에 하나씩 장착된 단위제어장치(300)를 통한 미세 제어신호에 의하여 미세조절이 이루어져 최대용량의 발전이 가능하도록 한다.As shown in FIG. 1, a plurality of power generation and tracking devices 100 generate power while controlling the rotation and inclination angles according to the position of the sun by a control signal through one main control unit 200. Fine control is performed by a fine control signal through the unit control device 300 mounted to the tracking devices 100 one by one to enable the development of the maximum capacity.

상기의 발전 및 추적장치(100)들은 도 2에 도시한 것과 같이,태양의 이동에 따라 회전각을 조절하기 위한 회전각 조절부(1)의 제어에 의하여 회전모터(2)가 주축(3)을 회전시키도록 하고,상기 주축(3)에는 집광판(10)을 횡축(11)에 의해 회전가능하게 설치하고,상기 횡축(11)에는 경사각 조절부(12)의 제어에 의하여 경사모터(13)가 집광판(10)의 경사각을 조절하도록 하고,상기의 각 집광판(10)들은 단위 셀(15)에 의해 직접 생성되는 전기는 내부의 축전지(16)에 충전시키도록 한다.The power generation and tracking device 100 as shown in Figure 2, the rotation motor 2 is the main shaft (3) by the control of the rotation angle adjusting unit 1 for adjusting the rotation angle in accordance with the movement of the sun Rotating, to the main shaft (3) to install the light collecting plate 10 rotatably by the horizontal axis (11), the horizontal axis (11) by the control of the inclination angle adjusting unit 12 inclined motor (13) The inclination angle of the light collecting plate 10 is adjusted, and each of the light collecting plates 10 allows the electricity generated directly by the unit cell 15 to be charged in the storage battery 16 therein.

상기의 주제어장치(200)는 도 3에 도시한 것과 같이, GPS기지국(21)을 통해 각 태양광 발전장치의 위치 좌표값을 추출함과 동시에 그 위치 좌표값에 따른 년단위 황도 값을 연산하여 내부 프로그램 메모리(30)에 저장하고,GPS기지국(21)으로부터 안테나(22)를 통해 실시간으로 수신한 미약한 전파 신호를 증폭하는 증폭부(23), 불필요한 신호를 제거하는 대역통과 필터(24), 검파 가능한 주파수로 변환하는 주파수 변환부(25)를 거쳐 입력받는 검파부(26)에서 필요한 신호만 추출하도록 하고,상기 신호는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(27)를 거쳐 마이크로 프로세서(28)로 전달되어 현재시간에 의하여 태양의 위치 및 높이를 계산하도록 하고,상기 마이크로 프로세서(28)의 제어를 받는 궤적 연산부(29)에서는, 현재의 시간에 대응되는 황도값에 따른 태양광 발전장치의 회전각 및 경사각을 연산하도록 하고,상기의 궤적 연산부(29)에 의한 정보를 상기의 마이 크로 프로세서(28)는 각 발전 및 추적장치(100)들의 회전각 조절부(1)와 경사각 조절부(12)에 전달하여 회전각 및 경사각을 조절하도록 하고,상기의 발전 및 추적장치(100)들의 셀(15)들에 의해 축전지(16)들에 충전되는 현재의 발전량을 발전 연산부(31)에서 연산하도록 하고,상기의 발전 연산부(31)로부터 전달되는 발전량과 평균 발전량을 비교부(32)에서 비교한 결과를 상기의 마이크로 프로세서(28)에 전달하도록 하고,상기의 마이크로 프로세서(28)에서는 현재의 발전량이 평균 발전량에 미달될 경우에는 송수신부(33)를 통해 기상청(35)의 일기예보 관리서버(36)에 접속하여 미달된 기간의 일기정보를 수신하도록 하고,상기의 일기예보에 의하여 발전량이 미달 될 요인이 발견되지 않은 경우에는 상기의 마이크로 프로세서(28)에서 셀(15)을 비롯한 기기의 이상상태를 관리자에게 경보기(34)를 통해 알리도록 한다.As shown in FIG. 3, the main controller 200 extracts the position coordinate values of each photovoltaic device through the GPS base station 21 and calculates the yearly ecliptic values according to the position coordinate values. An amplifying unit 23 stored in the internal program memory 30 and amplifying a weak radio signal received in real time from the GPS base station 21 through the antenna 22, and a bandpass filter 24 for removing unnecessary signals. To extract only the necessary signal from the detector 26 received through the frequency converter 25 for converting into a detectable frequency, the signal is an analog / digital converter 27 for converting an analog signal into a digital signal Passed to the microprocessor 28 to calculate the position and height of the sun according to the current time, the locus calculation unit 29 under the control of the microprocessor 28, corresponding to the current time The rotation angle and the inclination angle of the photovoltaic device according to the ecliptic value are calculated, and the microprocessor 28 adjusts the rotation angle of each power generation and tracking device 100 based on the information obtained by the trajectory calculation unit 29. It is transmitted to the unit (1) and the inclination angle adjusting unit 12 to adjust the rotation angle and the inclination angle, the current of the battery 16 is charged by the cells 15 of the power generation and tracking devices 100 The power generation calculation unit 31 is to calculate the power generation unit 31, and the result of comparing the power generation amount and the average power generation amount transferred from the power generation operation unit 31 in the comparison unit 32 to the microprocessor 28, When the current generation amount is less than the average generation amount, the microprocessor 28 of the microprocessor 28 is connected to the weather forecast management server 36 of the Meteorological Agency 35 through the transceiver 33 to receive the weather information for the underperiod. In the weather forecast above When the cause of power generation is not found by the microprocessor 28, the microprocessor 28 to notify the administrator of the abnormal state of the device, including the cell 15 through the alarm 34.

상기의 단위제어장치(300)들은 도 4에 도시한 것과 같이,상기 집광판(10)의 상면 일측에 장착되어 중앙의 가는 원추형 돌기(41)의 그림자가 주위에 원주상으로 배열한 온도센서판(42)에 비취는 상태를 인식하도록 하고,상기 온도센서판(42)을 다수의 구역으로 분할한 상태에서 온도감지부(43)에서 다른 구역의 온도와 비교하도록 함으로써 온도가 낮아지는 구역에 그림자가 있는 것으로 인식하도록 하고,상기의 그림자가 비치면서 주위의 온도보다 낮아지는 구역의 반대쪽에 태양이 위치하는 상태이므로 온도감지부(43)의 온도감지 결과에 의하여 회전각 판단부(44)와 경사각 판단부(45)에서 회전각의 조절이나 경사각의 조절에 따른 미세 조정값을 동일한 발전 및 추적장치(100)의 회전각 조절부(1)와 경사각 조절부(12)에 전달하여 회전각 및 경사각을 미세하게 조절하도록 한다.As shown in FIG. 4, the unit controllers 300 are mounted on one side of the upper surface of the light collecting plate 10 so that the shadow of the thin conical protrusion 41 in the center is arranged around the circumference. 42) to recognize the jade state, and the temperature sensor plate 42 is divided into a plurality of zones in the temperature sensing unit 43 to compare the temperature of the other zones with the shadows in the zone where the temperature is lowered Since the sun is located on the opposite side of the area that is lower than the ambient temperature while the shadow is reflected, the rotation angle determination unit 44 and the inclination angle are determined based on the temperature detection result of the temperature detection unit 43. Part 45 transmits the fine adjustment value according to the adjustment of the rotation angle or the adjustment of the inclination angle to the rotation angle adjusting unit 1 and the tilt angle adjusting unit 12 of the same power generation and tracking device 100 to rotate the rotation angle and the tilt angle. Finely And that section.

상기의 온도센서판(42)은 원주상에서 다수의 구역으로 분할하여 각도를 미세하게 측정할 수 있도록 하는 것이 좋으며, 다수의 cds 셀을 원주상으로 배열하여 태양광이 비치는 상태를 직접 인식하도록 하여도 무방하다.The temperature sensor plate 42 may be divided into a plurality of zones on the circumference so that the angle can be measured finely, and a plurality of cds cells may be arranged in the circumference to directly recognize the state of sunlight. It's okay.

상기와 같이 구성된 본 발명의 추적식 태양광발전시스템 가동제어방법에 따른 작용으로는 도 1에 도시한 것과 같이, 다수의 발전 및 추적장치(100)들이 하나의 주제어장치(200)를 통한 제어신호에 의해 회전 및 경사각을 조절하면서 발전하는 중에 다시 각 발전 및 추적장치(100)들에 하나씩 장착된 단위제어장치(300)를 통한 미세 제어신호에 의하여 미세조절이 이루어져 최대용량의 발전이 가능하도록 한다.As shown in FIG. 1, a plurality of power generation and tracking devices 100 control signals through a main controller 200 as shown in FIG. 1. During the power generation by adjusting the rotation and tilt angle by the fine control signal through the unit control device 300 mounted to each of the power generation and tracking devices 100 one by one again to enable the generation of maximum capacity .

그리고 상기의 발전 및 추적장치(100)들은 도 2에 도시한 것과 같이, 태양의 이동에 따라 회전각을 조절하기 위한 회전각 조절부(1)의 제어에 의하여 회전모터(2)가 기어와 같은 동력전달기구를 통하여 주축(3)을 회전시키면서 태양의 방향에 일치시키도록 한다.And the power generation and tracking device 100 as shown in Figure 2, the rotation motor 2 is controlled by the rotation angle control unit 1 for adjusting the rotation angle in accordance with the movement of the sun, such as gear The main shaft 3 is rotated through the power transmission mechanism to match the direction of the sun.

상기 주축(3)에는 집광판(10)을 횡축(11)에 의해 회전가능하게 설치함으로써 경사각 조절부(12)의 제어에 의하여 경사모터(13)가 일반적인 기어와 동력전달용 벨트 등을 통하여 집광판(10)의 경사각을 조절하여 태양의 높이와 일치시키도록 한다.The light collecting plate 10 is rotatably installed on the main shaft 3 by the horizontal axis 11 so that the inclined motor 13 is controlled by the tilt angle adjusting unit 12 through a general gear, a power transmission belt, or the like. Adjust the tilt angle of 10) to match the height of the sun.

상기의 각 집광판(10)에는 다수의 단위 셀(15)을 설치하여 이들에 의해 직접 생성되는 전기를 축전지(16)에 충전시켰다가 필요할 때 사용하도록 한다.Each of the light collecting plates 10 is provided with a plurality of unit cells 15 to charge the electricity 16 directly generated by them to be used when necessary.

상기의 주제어장치(200)는 도 7에 도시한 것과 같이 GPS기지국(21)으로부터 안테나(22)를 통해 수신한 미약한 전파 신호를 증폭기(23)에서 증폭한다.The main controller 200 amplifies the weak radio signal received from the GPS base station 21 through the antenna 22 in the amplifier 23 as shown in FIG.

상기의 증폭부(23)에서 증폭된 전파 신호에 대해 대역통과 필터(24)에서 불필요한 신호를 제거하도록 한다.The bandpass filter 24 removes unnecessary signals with respect to the propagated signal amplified by the amplifier 23.

상기의 대역통과 필터(24)에서 필요한 대역의 신호를 전달받는 주파수 변환부(25)에서는 검파 가능한 주파수로 변환하도록 한다.The frequency converter 25 receiving the signal of the band required by the bandpass filter 24 converts the signal into a detectable frequency.

상기의 주파수 변환부(25)를 거쳐 검파 가능한 주파수를 입력받는 검파부(26)에서 필요한 신호만 추출하도록 한다.Only the necessary signal is extracted by the detector 26 which receives the detectable frequency through the frequency converter 25.

상기 신호는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(27)를 거쳐 마이크로 프로세서(28)로 전달되어 현재시간에 의하여 태양의 위치 및 높이를 계산하도록 한다.The signal is transmitted to the microprocessor 28 through an analog / digital converter 27 for converting an analog signal into a digital signal so as to calculate the position and height of the sun according to the current time.

상기 마이크로 프로세서(28)의 제어를 받는 궤적 연산부(29)에서는 태양의 위치에 따라 내부의 프로그램 메모리(30)에 저장된 궤적 프로그램을 읽어내어 현재 시간에 의한 태양의 위치와 높이에 의하여 회전각 및 경사각을 연산하도록 한다.The trajectory calculation unit 29 under the control of the microprocessor 28 reads a trajectory program stored in the internal program memory 30 according to the position of the sun and rotates and tilts the angle according to the position and height of the sun according to the current time. To compute.

상기의 궤적 연산부(29)에 의한 정보를 전달받는 상기의 마이크로 프로세서(28)는 각 발전 및 추적장치(100)들의 회전각 조절부(1)와 경사각 조절부(12)에 전달하여 회전각 및 경사각을 조절하도록 한다.The microprocessor 28, which receives the information by the trajectory calculating unit 29, transmits the rotation angle control unit 1 and the inclination angle control unit 12 of each power generation and tracking device 100 to the rotation angle and Adjust the tilt angle.

한편, 상기의 발전 및 추적장치(100)들의 셀(15)들에 의해 축전지(16)들에 충전되는 현재의 발전량에 의하여 1일 또는 일정한 기간 동안의 발전량을 발전 연산부(31)에서 연산하도록 한다.On the other hand, the power generation unit 31 calculates the amount of power generation for one day or a predetermined period by the current amount of power charged in the storage batteries 16 by the cells 15 of the power generation and tracking devices 100. .

상기의 발전 연산부(31)로부터 전달되는 연산된 발전량과 해당 기간의 평균 발전량을 비교부(32)에서 비교하고, 그 결과를 상기의 마이크로 프로세서(28)에 전달하도록 한다.The calculated power generation amount transferred from the power generation calculation unit 31 and the average power generation amount of the corresponding period are compared in the comparison unit 32, and the result is transmitted to the microprocessor 28.

상기의 마이크로 프로세서(28)에서는 현재의 발전량이 평균 발전량에 미달될 경우에는 송수신부(33)를 통해 기상청(35)의 일기예보 관리서버(36)에 접속하여 미달된 기간의 일기정보를 수신하도록 한다.In the microprocessor 28, when the current generation amount is less than the average generation amount, the microprocessor 28 is connected to the weather forecast management server 36 of the Meteorological Agency 35 through the transceiver 33 to receive weather information for the underperiod. do.

상기의 일기예보에 의하여 발전량이 많이 미달 되고, 미달의 원인을 발견하지 않은 경우에는 상기의 마이크로 프로세서(28)에서 셀(15)을 비롯한 기기의 이상상태로 판단하여 관리자에게 경보기(34)를 통해 알리도록 한다.If the amount of power generation is not much due to the above weather forecast, and the cause of the underage is not found, the microprocessor 28 determines that the abnormal state of the device, including the cell 15, is determined by the alarm 34. Let them know.

상기의 단위제어장치(300)들은 도 8에 도시한 것과 같이 상기 집광판(10)의 상면 일측에 장착되어 중앙의 가는 원추형 돌기(41)의 그림자가 주위에 원주상으로 배열한 온도센서판(42)에 비취는 상태를 인식하도록 한다.As shown in FIG. 8, the unit controllers 300 are mounted on one side of the upper surface of the light collecting plate 10 so that the shadows of the thin conical protrusions 41 in the center are arranged around the circumference. ) To recognize the state of light.

상기 온도센서판(42)을 다수의 구역으로 분할한 상태에서 온도감지부(43)에서 다른 구역의 온도와 비교하도록 함으로써 온도가 낮아지는 구역에 그림자가 있는 것으로 인식하도록 한다.In the state in which the temperature sensor plate 42 is divided into a plurality of zones, the temperature sensing unit 43 is compared with the temperature of the other zones to recognize that there is a shadow in the zone where the temperature is lowered.

상기의 그림자가 비취면서 주위의 온도보다 낮아지는 구역의 반대쪽에 태양이 위치하는 상태이므로 온도감지부(43)의 온도감지 결과에 의하여 회전각 판단부(44)와 경사각 판단부(45)에서 회전각의 조절이나 경사각의 조절에 따른 미세 조정값을 판단하도록 한다.Since the sun is located on the opposite side of the area where the shadow is lower than the ambient temperature while the shadow is reflected, the rotation angle determiner 44 and the inclination angle determiner 45 rotate according to the temperature detection result of the temperature detector 43. Determine the fine adjustment value according to the adjustment of the angle or the inclination angle.

그리고 상기 회전각 판단부(44)와 경사각 판단부(45)에서 판단한 결과를 동일한 발전 및 추적장치(100)의 회전각 조절부(1)와 경사각 조절부(12)에 전달하여 회전각 및 경사각을 미세하게 조절하도록 한다.Then, the results determined by the rotation angle determination unit 44 and the inclination angle determination unit 45 are transmitted to the rotation angle adjusting unit 1 and the inclination angle adjusting unit 12 of the same power generation and tracking apparatus 100 to rotate the rotation angle and the inclination angle. To fine tune.

또한 상기의 온도센서판(42)은 원주상에서 다수의 구역으로 분할하여 각도를 미세하게 측정할 수 있도록 하는 것이 좋으며, 온도감지부(43) 대신에 다수의 밝기에 따라 흐르는 전류값이 변화되는 cds 셀을 원주상으로 배열하여 태양광이 비치는 상태를 직접 인식하도록 하여도 무방하다.In addition, the temperature sensor plate 42 may be divided into a plurality of zones on the circumference so as to measure the angle finely, and cds in which current values vary depending on a plurality of brightnesses instead of the temperature detector 43. The cells may be arranged circumferentially to directly recognize the state of sunlight.

한편, 기상대의 일기예보 정보를 수신받아 해당지역에 태풍이나 강풍의 예보가 있을 경우에는 그 시간대가 도달하면 상기 발전모듈판을 수평으로 유지되도록 구동장치를 자동 제어하여 고가의 추적식 발전장치가 손상 내지 파손되는 피해를 최소화하도록 할 수도 있다.On the other hand, if there is a forecast of typhoons or strong winds in the local area by receiving weather forecast information of the weather station, the expensive tracking type generator is damaged by automatically controlling the drive unit to keep the power generation module plate horizontally when the time zone is reached. To minimize the damage to the damage.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing the overall configuration of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 및 추적장치의 구성을 나타낸 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a photovoltaic power generation and tracking device according to the present invention.

도 3은 본 발명 주제어장치의 구성을 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the main controller of the present invention.

도 4는 본 발명 단위제어장치의 구성을 나타낸 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of the unit controller of the present invention.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

100 : 발전 및 추적장치 200 : 주제어장치100: power generation and tracking device 200: main control device

300 : 단위제어장치 300: unit controller

21 : GPS기지국 28 : 마이크로 프로세서21: GPS base station 28: microprocessor

29 : 궤적 연산부 31 : 발전 연산부29: trajectory calculation unit 31: power generation calculation unit

36 : 일기예보 관리서버 41 : 원추형 돌기36: weather forecast management server 41: conical projection

42 : 온도센서판 43 : 온도감지부42: temperature sensor plate 43: temperature detection unit

44 : 회전각 판단부 45 : 경사각 판단부44: rotation angle determination unit 45: inclination angle determination unit

Claims (4)

다수의 발전 및 추적장치(100)들이 하나의 주제어장치(200)를 통한 제어신호에 의해 태양의 위치에 따라 회전 및 경사각을 조절하면서 발전하는 중에 다시 각 발전 및 추적장치(100)들에 하나씩 장착된 단위제어장치(300)를 통한 제어신호에 의하여 조절이 이루어져 최대용량의 발전이 가능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 추적식 태양광발전시스템 가동제어방법.A plurality of power generation and tracking devices 100 are mounted on the power generation and tracking devices 100 again while generating power while controlling the rotation and tilt angles according to the position of the sun by a control signal through a main controller 200. The control method according to the tracking photovoltaic power generation system, characterized in that the adjustment is made by the control signal through the unit control device 300 is configured to enable the generation of maximum capacity. 제1항에 있어서, 상기 발전 및 추적장치(100)들은 태양의 이동에 따라 회전각을 조절하기 위한 회전각 조절부(1)의 제어에 의하여 회전모터(2)가 주축(3)을 회전시키도록 하고,상기 주축(3)에는 집광판(10)을 횡축(11)에 의해 회전가능하게 설치하고,상기 횡축(11)에는 경사각 조절부(12)의 제어에 의하여 경사모터(13)가 집광판(10)의 경사각을 조절하도록 하고,상기의 각 집광판(10)들은 단위 셀(15)에 의해 직접 생성되는 전기는 내부의 축전지(16)에 충전시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 추적식 태양광 발전시스템 가동제어방법.According to claim 1, The power generation and tracking device 100 is the rotary motor 2 to rotate the main shaft (3) by the control of the rotation angle adjusting unit 1 for adjusting the rotation angle in accordance with the movement of the sun. In the main shaft (3), the light collecting plate (10) is rotatably installed by the horizontal axis (11), and the horizontal axis (11) by the control of the inclination angle adjusting unit 12, the inclined motor (13) to the light collecting plate ( 10) to adjust the inclination angle, each of the light collecting plate 10 is a tracking photovoltaic power generation system, characterized in that the electricity generated directly by the unit cell 15 is configured to charge the internal storage battery 16 Operation control method. 제1항에 있어서, 상기의 주제어장치(200)는 GPS기지국(21)을 통해 각 태양광 발전장치의 위치 좌표값을 추출함과 동시에 그 위치 좌표값에 따른 년단위 황도 값을 연산하여 내부 프로그램 메모리(30)에 저장하고,GPS기지국(21)으로부터 안테나(22)를 통해 실시간으로 수신한 전파 신호를 증폭하는 증폭부(23), 불필요한 신 호를 제거하는 대역통과 필터(24), 검파 가능한 주파수로 변환하는 주파수 변환부(25)를 거쳐 입력받는 검파부(26)에서 필요한 신호만 추출하도록 하고,상기 신호는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(27)를 거쳐 마이크로 프로세서(28)로 전달되어 현재시간에 의하여 태양의 위치 및 높이를 계산하도록 하고,상기 마이크로 프로세서(28)의 제어를 받는 궤적 연산부(29)에서는, 현재의 시간에 대응되는 황도값에 따른 태양광 발전장치의 회전각 및 경사각을 연산하도록 하고,상기의 궤적 연산부(29)에 의한 정보를 상기의 마이크로 프로세서(28)는 각 발전 및 추적장치(100)들의 회전각 조절부(1)와 경사각 조절부(12)에 전달하여 회전각 및 경사각을 조절하도록 하고,상기의 발전 및 추적장치(100)들의 셀(15)들에 의해 축전지(16)들에 충전되는 현재의 발전량을 발전 연산부(31)에서 연산하도록 하고,상기의 발전 연산부(31)로부터 전달되는 발전량과 평균 발전량을 비교부(32)에서 비교한 결과를 상기의 마이크로 프로세서(28)에 전달하도록 하고,상기의 마이크로 프로세서(28)에서는 현재의 발전량이 평균 발전량에 미달될 경우에는 송수신부(33)를 통해 기상청(35)의 일기예보 관리서버(36)에 접속하여 미달된 기간의 일기정보를 수신하도록 하고,상기의 일기예보에 의하여 발전량이 미달될 요인이 발견되지 않은 경우에는 상기의 마이크로 프로세서(28)에서 셀(15)을 비롯한 기기의 이상상태를 관리자에게 경보기(34)를 통해 알리도록 구성한 것을 특징으로 하는 추적식 태양광발전시스템 가동제어방법.According to claim 1, The main control unit 200 extracts the position coordinate value of each photovoltaic device through the GPS base station 21 and at the same time calculates the yearly ecliptic value according to the position coordinate value internal program Amplification unit 23 for storing in the memory 30, amplifying a radio signal received in real time from the GPS base station 21 through the antenna 22, band pass filter 24 for removing unnecessary signals, detectable The detector 26 extracts only necessary signals through a frequency converter 25 for converting into a frequency, and the signal is microprocessor via an analog / digital converter 27 for converting an analog signal into a digital signal. Passed to (28) to calculate the position and height of the sun according to the current time, the locus calculation unit 29 under the control of the microprocessor 28, according to the ecliptic value corresponding to the current time The rotation angle and the inclination angle of the photovoltaic device are calculated, and the microprocessor 28 of the information generated by the trajectory calculation unit 29 is the rotation angle adjusting unit 1 of each power generation and tracking device 100. It is transmitted to the inclination angle adjusting unit 12 to adjust the rotation angle and the inclination angle, and the current generation amount charged in the storage batteries 16 by the cells 15 of the power generation and tracking devices 100 above the power generation operation unit ( 31 to calculate, and the result of comparing the power generation amount and the average power generation amount transferred from the power generation operation unit 31 in the comparison unit 32 to the microprocessor 28, and the microprocessor 28 If the current generation amount is less than the average generation amount is connected to the weather forecast management server 36 of the Meteorological Agency 35 through the transceiver 33 to receive the weather information of the underdue period, the weather forecast above Power generation by If no factors to be found are detected, the microprocessor 28 operates the tracked photovoltaic system, which is configured to notify an administrator of an abnormal state of the device including the cell 15 through the alarm 34. Control method. 제2항에 있어서,상기 각 집광판(10)의 상면 일측에는 중앙의 원추형 돌 기(41)의 그림자가 주위에 원주상으로 배열한 온도센서판(42)에 비취는 상태를 인식하도록 하고,상기 온도센서판(42)을 다수의 구역으로 분할한 상태에서 온도감지부(43)에서 다른 구역의 온도와 비교하도록 함으로써 온도가 낮아지는 구역에 그림자가 있는 것으로 인식하도록 하고,상기의 그림자가 비취면서 주위의 온도보다 낮아지는 구역의 반대쪽에 태양이 위치하는 상태이므로 온도감지부(43)의 온도감지 결과에 의하여 회전각 판단부(44)와 경사각 판단부(45)에서 회전각의 조절이나 경사각의 조절에 따른 조정값을 동일한 발전 및 추적장치(100)의 회전각 조절부(1)와 경사각 조절부(12)에 전달하여 회전각 및 경사각을 조절하도록 단위제어장치(300)을 장착 구성한 것을 특징으로 하는 추적식태양광 발전시스템 가동제어방법.3. The method of claim 2, wherein the shadow of the central conical protrusion 41 is reflected on the temperature sensor plate 42 circumferentially arranged around one side of the upper surface of each light collecting plate 10. In the state in which the temperature sensor plate 42 is divided into a plurality of zones, the temperature sensing unit 43 compares the temperature with other zones so that the temperature is lowered and the shadow is recognized in the zone where the temperature is lowered. Since the sun is located on the opposite side of the zone lower than the ambient temperature, the rotation angle determination unit 44 and the inclination angle determination unit 45 adjust the rotation angle or the inclination angle according to the temperature detection result of the temperature detection unit 43. The unit controller 300 is installed to transmit the adjustment value according to the adjustment to the rotation angle adjusting unit 1 and the tilt angle adjusting unit 12 of the same power generation and tracking device 100 to adjust the rotation angle and the tilt angle. By Tracking control method of operation of PV system.
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