KR20120088245A - 태양광 추적이 가능한 루버시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양광 추적이 가능한 루버시스템은 상부벽에 인접한 공간에 형성한 기계실, 기계실의 좌측에 제어부의 제어에 따라 구동하는 좌우회전이 가능한 모터, 모터의 축과 결합된 구동축, 구동축에 횡 방향으로 일정간격을 두고 다수의 동력전달 피니언들로 이루어진 구동부; 동력전달 피니언에 소정간격을 두고 직교하여 나사결합 상태로 배열되거나 각각에 외부에 나선상의 톱니가 형성되어 직교나사 결합하여 된 다수의 회전체, 회전체와 각각 결합된 클러치와 클러치로부터 연장한 회전축에 결합되고 좌우 회전 각도를 검출하는 엔코더들로 구성되는 동력전달부와; 창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫들로 구성되며, 슬랫이 엔코더에 연결된 피봇 축에 중심이 고정되고 제어부의 모터 작동 제어에 따라 태양광의 조사각도에 따라 트랙킹되도록 좌우향중 어느 한 방향을 향하여 위치시킨 다음 어느 일 측벽으로 이동하여 집합시키거나 분산시키도록 하므로 슬랫간의 간섭을 없게 하여 효과적인 채양은 물론 발전효율을 높이도록 한다

Description

태양광 추적이 가능한 루버시스템 및 그의 제어방법 {Solar Tracking Louver System and Control Method Thereof}
본 발명은 솔라 셀 박막을 설치한 루버들로 구성되는 태양광 발전가능 한 창문에 관한 것으로, 특히 창문 프레임에 수평 또는 수직으로 설치되는 일련의 다수의 구형 솔라 셀의 모듈을 설치한 다수의 슬랫(Slat)을 구비한 루버를 작동시키는 동안 슬랫들 간에 태양광의 간섭 없이 발전이 가능하게 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
종래기술의 대표적인 것으로 영국 특허출원 공개공보 제2466587호 (2010.06.03)에 태양광 발전 창문이 개시되어 있으며, 창문프레임이 두 개 시트의 유리를 구비하고 그들 사이에 솔라 셀 모듈을 장착한 다수의 박판 블라인더 또는 루버들이 설치된다. 유리시트들은 이중의 창문을 형성하고 그들 사이에 공간은 밀봉된다. 프레임에는 로드가 루버의 회전을 제어하여 발전을 하게 설치된다. 루버는 수평 또는 수직으로 설치되고 창문프레임은 벽 내부거나 현존하는 창문 프레임 내에 설치된다.
또 다른 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-0980688(2010.09.01)에 개시된 발전과 차양을 겸하는 건축물 일체형(BIPV: Building Integrated Photovoltaic) 태양광 발전장치가 개시되어 있는데, 건축물의 창문 전방에 설치되는 소정 크기의 태양전지모듈과, 태양추적수단과 제어수단으로 태양전지모듈이 태양을 향하도록 제어함으로써 효율적인 전기발전과 건축물의 실내 차양(遮陽)이 이루어지도록 한 것이다. 즉, 태양전지모듈이 구동수단에 의해 소정 각도 범위 내에서 회전할 수 있게 구성되며, 채광이나 환기를 위하여 창문을 열고 닫을 때 영향을 주지 않는 위치에 소정크기로 축 설치되며, 태양추적수단과 제어수단 및 구동수단에 의해 태양을 향하도록 광센서를 통한 웹(Web) 제어 또는 네트워크 제어되므로, 우리나라 사계절 기후변화 및 우중(雨中)시 시시각각 변하는 광량에 보다 효율적으로 대처하기 위해 아침부터 저녁까지 태양 방향의 자동추적을 통해 태양광 집광효율을 극대화하고, 태양광 발전과 동시에 차양(遮陽-차광)을 통한 건축물 실내의 음영조절기능을 수행하도록 한다.
그러나 이와 같이 루버에 솔라 셀 모듈만을 부착시켜 발전하는 시스템은 태양광 발전과 실내조명을 하도록 루버들의 작동을 제어하지만, 설치된 루버들은 동일 경사 각도를 갖게 되므로 루버에 설치된 인접 슬랫(Slat)에 의한 그림자 영향이 없는 정오시간 동안에는 발전량이 많으나 그 이외 시간대에는 태양광의 입사각이 크기 때문에 그들 간에 태양광의 도달을 못하게 하는 그림자 간섭을 일으키게 되어 태양광 발전의 효율을 떨어트리게 된다.
그러므로 태양의 입사각에 관계없이 인접 슬랫 간에 그림자의 간섭을 없애도록 하여 발전효율을 높이도록 한다면 바람직함을 알 수 있다.
영국 특허출원 공개공보 제2466587호 (2010.06.03) 대한민국 등록특허 제10-0980688(2010.09.01)
본 발명의 주목적은 일련의 다수개가 창문 프레임에 수평 또는 수직으로 설치되는 구형 솔라 셀의 모듈들로 이루어진 다수의 슬랫들 간에 태양광의 간섭이 없게 루버를 작동시키는 동안 태양광 추적이 가능한 루버시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 슬랫들을 구비한 루버를 작동시키는 동안 최적 슬랫의 동서의 각을 고수하지 않고 그들 간의 각도를 줄이도록 개별적으로 작동제어를 하여 태양광의 간섭이 없게 작동 시간대의 그림자의 영향 반경을 줄이도록 태양광 추적이 가능한 루버시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 슬랫들을 구비한 루버를 작동시키는 동안 배면추적(Back Tracking)기술을 적용하여 설치지역, 방향, 슬랫의 크기 등의 요소들에 따라 슬랫각도의 움직임을 시간으로 제어하여 태양광 추적이 가능한 루버시스템 및 그의 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫이 태양광 추적이 가능한 루버시스템은 좌우측 벽과 상부벽에 인접한 공간에 형성한 기계실, 어느 한 기계실에 제어부의 제어에 따라 구동하는 좌우회전이 가능한 모터, 이 모터의 회전에 따라 회전 하는 구동축과 이 구동축 상단에 고정된 회전기어들로 이루어진 구동부; 다른 기계실에 상부벽에 인접한 기계실에 종동 회전체, 이 종동회전체의 중심에 회전가능하게 피봇 된 종동축과 종동축의 상단에는 제1 회전기어와 협동하는 종동기어들로 이루어진 종동부; 상부 기계실에 회전기어와 종동기어사이에 연결된 체인과 이들 체인들 사이에 일정간격을 두고 배열되는 다수의 체인기어와 이 들 체인기어의 바로하부에 위치하여 그와 결합되고 분리되게 한 클러치로 구성되는 동력전달부와; 클러치에 연결된 피봇 축에 중심이 고정되고 제어부의 모터 작동 제어에 따라 태양광의 조사각도에 따라 트랙킹되도록 좌우향중 어느 한 방향을 향하여 위치시킨 다음 어느 일 측벽으로 이동하여 집합시키거나 분산시키도록 일정 간격을 두고 배열되게 한 다수의 슬랫들로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫이 태양광 추적이 가능한 루버시스템은 상부벽에 인접한 공간에 형성한 기계실, 기계실의 좌측에 제어부의 제어에 따라 구동하는 좌우회전이 가능한 모터, 모터의 축과 결합된 구동축, 구동축에 횡 방향으로 일정간격을 두고 다수의 동력전달 피니언들로 이루어진 구동부; 동력전달 피니언에 소정간격을 두고 직교하여 나사결합 상태로 배열되거나 각각에 외부에 나선상의 톱니가 형성되어 직교나사 결합하여 된 다수의 회전체, 회전체와 각각 결합된 클러치와 클러치로부터 연장한 회전축에 결합되고 좌우 회전 각도를 검출하는 엔코더들로 구성되는 동력전달부와 엔코더에 연결된 피봇 축에 중심이 고정되고 제어부의 모터 작동 제어에 따라 태양광의 조사각도에 따라 트랙킹되도록 좌우향중 어느 한 방향을 향하여 위치시킨 다음 어느 일 측벽으로 이동하여 집합시키거나 분산시키도록 일정 간격을 두고 배열되게 한 다수의 슬랫들로 구성된다.
클러치는 회전체의 공간부에 인접한 내부벽부로 일정한 간격을 두고 매입된 다수의 영구자석, 코일이 감겨진 원통형의 도체로 되는 아마추어로 구성되는 구동부와 구동부의 상단과 하단 둘레에 형성한 홈에 소정간격으로 배열되어 회전체와 아이들러 상태로 되게 하는 베어링과 도체의 외측 원주 둘레에 형성한 다수의 홈에 소정 간격 이격된 상태로 영구자석과 대향하여 삽입 고정된 전자석들로 구성된다.
엔코더는 케이스, 케이스내의 상부에 설치되고 프린트회로기판 및 발광소자들을 장착한 고정원판, 고정원판의 바로 하부에 회전축과 함께 회전하는 다수의 슬릿을 원주 둘레로 형성한 회전원판과 회전원판 바로 아래에 발광소자와 대향하도록 하여 고정된 수광소자를 설치한 선반들로 이루어진다.
창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫이 태양광 추적이 가능한 루버시스템을 제어하는 방법은 제어부에 방위각을 입력하여 방위각 연산을 하게하고, 현재 시간에 따라 첫 번째 슬랫의 현재위치를 확인하여 현재시간을 측정하고 슬랫의 상태가 올바른 위치인가 판단하며, 정확히 위치가 확인 되면 모터를 작동 작동시켜 피니언과 직교된 첫 번째 회전체를 회전시키는 동시에 첫 번째 클러치를 작동시키고, 첫 번째 엔코더를 작동시키므로 첫 번째 슬랫의 상태를 점검하며, 만일 첫 번째 슬랫이 정확한 상태로 되어 있다면 첫 번째 클러치, 첫 번째 회전축의 작동을 중지 시키고, 이러한 작동을 다음 차례의 슬랫에 적용하면서 차례로 n번째의 회전체의 작동을 동일한 방법으로 순차로 제어하며, 순차로 제어하는데 따라 위치를 고정한 슬랫은 각각 발전을 하게 되고 동시에 백 추적 작동을 준비하는 단계들로 이루어진다.
백 추적 작동과 관련하여, 모터, 구동축과 피니언들로 이루어진 동력전달부를 작동시키고, 피니언과 직교된 회전체들을 회전시키며, 슬랫에 설치한 구형 솔라 셀 모듈의 발전량을 모니터링 하며, 발전량에 따라 각 슬랫 간에 그림자 간섭이 있는가를 순차로 판단하며, 첫 번째 회전체를 회전시키는 동시에 첫 번째 클러치를 작동시키고, 첫 번째 엔코더를 작동시키므로 첫 번째 슬랫의 상태를 점검하며, 만일 첫 번째 슬랫이 정확한 상태로 되어 있다면 첫 번째 클러치, 첫 번째 회전축의 작동을 중지 시키고, 이러한 작동을 다음 차례의 슬랫에 적용하면서 차례로 n번째의 회전체의 작동을 동일한 방법으로 순차로 제어하며, 순차로 제어하는데 따라 위치를 고정한 슬랫은 각각 발전을 하게 되는 단계들로 이루어진다.
본 발명은 다수의 슬랫의 창문과 면한 부분에 다수의 구형 솔라 셀을 부착하여 차광 및 발전을 동시에 함은 물론 설치 공간이 크게 필요치 않아 공간 활용도가 높고 시공 절차가 복잡하지 않아 설치가 용이하며 슬랫간의 간섭을 없게 하므로 효과적인 채양은 물론 발전효율을 높이도록 한다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 추적이 가능한 루버시스템으로 구성되는 다수의 슬랫을 창문에 설치한 상태를 보인 정면도와 작동상태를 보인 부분사시도들이고,
도 2a, 2b 및 2c들은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 추적이 가능한 루버시스템으로 구성되는 다수의 슬랫을 창문에 설치한 정면도, 상부도 및 측면도들이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 추적이 가능한 루버시스템의 회전체, 클러치와 엔코더등의 구성 및 그들의 결합관계를 보인 단면도들이고,
도 4a 및 도 4b들은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 추적이 가능한 루버시스템의 제어방법에 따라 루버의 광 추적제어 및 백 추적제어단계들을 보인 플로우챠트들이다.
본 발명을 첨부 도면에 근거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.
도 1a 및 1b에 도시와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 루버 시스템(10)은 창문 프레임이거나 건물의 좌우 벽(11) 및 (12)들과 상부 벽(13) 및 바닥(19)에 인접하여 설치되는데, 이 루버시스템(10)은 다수의 슬랫(20)들을 구비한다. 슬랫(20)들은 양 측면 벽(11, 12)들 내에 태양광의 조사각도에 따라 트랙킹되도록 좌우향중 어느 한 방향을 향하여 위치시킨 다음 어느 일 측벽으로 이동하여 집합시키거나 분산시키도록 일정 간격을 두고 배열된다. 좌우측 벽(11, 12)과 상부 벽(13)에 인접하여 루버시스템(10)의 좌우측 기계실(31, 32)과 상부 기계실(33)이 내부에 소정 폭을 가진 공간부가 마련된다. 좌우측 기계실(11) 및 (12)에는 각각 좌우회전이 가능한 모터(14)와 이 모터(14)의 회전에 따라 회전 하는 구동축(16)이 설치된다. 모터(14)에는 구동축(16)이 상부로 연장되고 상단에는 회전기어(17)가 상부 벽(13)내에 설치된다. 우측 벽(12)에는 종동 회전체(15)가 설치되고 그의 중심에 종동축(18)이 회전가능하게 피봇 되고 종동축(18)의 상단에는 제1 회전기어(17)와 협동하는 종동기어(도시 안 됨)가 상부 벽(13)내에 위치하여 고정된다. 회전기어(17)와 종동기어사이에는 톱니를 내측에 형성한 무한 회전하는 체인(19)이 연결된다.
한편, 슬랫(20)들은 각기 상단에 피봇 축(21)이 고정되고 이 피봇 축(21)의 단부에는 체인(19)의 톱니와 결합되는 체인기어(22)와 이 체인기어(22)의 바로하부에 그와 결합되고 분리되게 한 이후 상세히 기술되는 클러치(23)가 고정된다. 그러므로 슬랫(20)들은 모터(14)의 좌우회전에 따라 구동축(16)과 함께 체인(19)에 결합된 체인기어(22)에 의하여 도시 되지 않은 태양광 센서와 제어부에 의하여 작동 제어 되므로 태양광을 따라 좌우 회전 되면서 태양광을 추적하게 된다. 이때 체인기어(22)와 클러치(23)가 결합되는 상태로 되는데 이러한 기술은 공지된 기술에서 용이하게 채택될 수 있다. 또한, 루버 시스템(10)은 슬랫(20)이 전면을 전방으로 향하여 수직위치로 부터 경사로 배열되고, 체인기어(22)와 클러치(23)가 분리되어 아이들 상태로 하여 모터(14)의 좌우의 일 방향의 연속적인 회전에 따라 좌우측벽(11, 12)의 어느 방향으로 집합되거나 분산된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬랫(20)들은 서쪽으로 대략 30도의 기울기로 경사지고 그들 폭에 대하여 1.2배 내지 1.5배 정도의 간격을 두고 그들 간에 그림자에 의한 상호 간섭을 최소화 하였다.
따라서 이 실시예에서는 추적모드에서는 슬랫(20)들은 각 시간별로 소정 프로그래밍에 의해 자동으로 태양을 추적을 하여 발전효율을 높이고, 추적모드가 아닌 경우 슬랫(20)들을 소정배열로 하여 실내의 채광효과를 높일 수 있다.
한편, 일 실시예에서처럼 고정 슬랫(20)과 광 추적슬랫을 구분하여 그림자 간섭을 피한다고 해도 늦은 오후가 되면 태양의 입사각이 낮아지므로 그림자가 생길 수밖에 없으므로 이를 피하기 위해 슬랫(20)의 추적 각도를 제어할 수 있다.
즉, 시간에 따라 태양을 추적하던 중 그림자 영향에 의해 발전출력이 급격이 떨어지게 되면(솔라 셀은 약간의 그림자의 영향이 있어도 그 출력 저하는 상당히 크다), 태양광 추적을 제어하는 제어부에서는 그 출력량을 읽고 슬랫(20)의 각도를 자동으로 감소시킨다. 다시 발전량이 상승하면 다음 동작을 준비하고 동작한 후에 출력량이 급격히 줄어들면 다시 각을 줄여 그림자 영향을 없애도록 하는 작동을 반복 한다. 특히, 일정 시간 까지 반복 후에는 동쪽으로 돌아와 다음날 아침을 준비하고, 다음날 아침도 오후(저녁)와 같은 방법으로 준비하는 백 추적(Back tracking) 작동을 한다.
도 2a, 2b 및 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 루버시스템(10)은 다수의 슬랫(20)들로 구성되고 슬랫(20)들의 작동을 각각 제어하도록 구성된다. 이를 위하여 상부벽(13)에 인접한 상부 기계실(33)에는 모터(14)가 설치되고, 모터(14)의 축과 결합된 구동축(16)에는 횡 방향으로 일정간격을 두고 다수의 동력전달 피니언(34)이 설치된다. 동력전달 피니언(34)은 각각 외부에 나선상의 톱니가 형성되고 이후 상세히 기술되는 클러치(40)와 결합된 다수의 회전체(35)와 직교되어 톱니 결합되므로 동력을 전달하는데 따라 슬랫(20)이 수직상태에서 좌우측으로 소정각도 경사로 회전되게 하거나 일 측벽으로 집합하거나 분산시키도록 할수 있다. 회전체(35)는 중심에 상부벽(13)에 피봇 고정된 회전축(36)이 통과한다. 회전체(35)의 하단의 중심에 회전축(37)의 둘레에 형성한 공간부(38)에 전자클러치(40)가 설치된다.
도 3a 및 도 3b에 도시와 같이, 전자클러치(40)는 공간부(38)에 인접한 회전체(35)의 내부벽부로 일정한 간격을 두고 영구자석(41)들이 매입된다. 공간부(38)의 내부에는 원통형의 코일(도시 안 됨)이 감겨진 도체(43)의 아마추어로 구성되는 구동부(42)가 설치된다. 구동부(42)는 상단과 하단 둘레에 형성한 홈에 소정간격으로 배열되는 베어링(45)이 설치되어 그와 회전체(35)가 아이들러 상태로 되게 한다. 도체(43)는 원주 둘레에 형성한 다수의 홈에 전자석(46)이 소정 간격 이격된 상태로 영구자석(41)과 대향하여 삽입 고정된다. 이와 같이 구동부(42)가 공간부(38)내에 위치되면 플러그(47)에 의하여 조립이 완료된다.
이와 같이 구성된 클러치(40)는 자석롤러구조체 또는 구동부(42)의 코일에 전류 인가 시 전자석(46)의 자극이 영구자석(41)의 자극과 반대로 하여 인력이 작용하게 되면 구동부(42)와 회전체(35)가 결합된 상태로 되어 회전축(36)이 좌우 회전이 이루어질 수 있다. 그러므로 클러치(40)는 외부의 제어에 따라 회전체(35)와 결합되거나 분리되도록 작동한다. 여기서 클러치(40)는 대한미국 공개특허 제10-2007-0104450호(2007.10.25)에서 개시된 "단일화 된 롤러 클러치 조립체가 적용될 수 있다.
클러치(40)의 하부에는 회전축(36)과 결합되고 회전체(35)의 회전위치를 검출하는 엔코더(50)가 고정 된다. 이 엔코더(50)는 이 기술에 잘 알려진 것을 사용 할 수 있으며 개략적으로 도시된 도면에 근거하면 케이스(51)를 구비하고 케이스(51)내에는 상부에 고정원판(52)이 설치되어 프린트회로기판 및 발광소자(51)들을 장착한다. 고정원판(52)은 바로 하부에 회전축(37)과 함께 회전하는 다수의 슬릿을 원주 둘레로 형성한 회전원판(53)이 위치되고 그 바로 아래에는 수광소자(54)가 발광소자(51)와 대향하도록 하여 고정된 선반(55)이 위치된다. 이러한 엔코더(50)는 공지 대한민국 등록실용신안 제20-0250420호(2001.09.21)에 개시된 "엔코더"가 참고 될 수 있다. 엔코더(50)의 케이스(51)를 통과 한 회전축(36)은 슬랫(20)의 상부에 지지봉(37)과 결합된다.
도 4a 및 도 4b에 도시와 같이, 이와 같이 구성되는 루버시스템(10)은 다음과 같이 추적 작동한다.
실시예에 따르면, 단계(101)에서 시작하여 단계(102)에서 제어부에 방위각을 입력하여 방위각 연산을 하고 현재 시간에 따라 첫 번째 슬랫(20)의 현재위치를 확인 한다. 단계(103)에서 현재시간을 측정하고 슬랫(20)의 상태가 올바른 위치인가 판단 한다. 정확히 위치가 확인 되면 단계(104)로 이전하여 모터(14)의 구동축(16)에 설치한 피니언(34)을 회전시키고 피니언(34)은 그와 직교된 첫 번째 회전체(35)를 회전시킨다. 이때, 첫 번째 회전체(35)와 결합된 첫 번째 클러치(40)가 작동되어야 한다. 그 다음 단계(105)에서는 첫 번째 엔코더(50)를 작동시키고 단계(106)에서 첫 번째 엔코더(50)에 의하여 첫 번째 슬랫(20)의 상태를 점검한다. 만일 첫 번째 슬랫(20)이 정확한 상태로 되어 있다면 단계(107)에서 첫 번째 클러치(40)의 작동을 중지 시킨다. 단계(108)에서는 첫 번째 회전축(36)의 작동을 중지 시키고 단계(109)로 이전하여 두 번째 클러치(40)가 작동되게 한다.
단계(110)에서는 두 번째 회전체(35)를 회전시키고, 단계(111)에서 두 번째 엔코더(50)에 의하여 두 번째 슬랫(20)의 상태를 점검한다. 만일 두 번째 슬랫(20)이 정확한 상태로 되어 있다면 단계(112)에서 두 번째 클러치(40)의 작동을 중지 시킨다. 단계(113)에서는 두 번째 회전축(36)의 작동을 중지 시킨다. 이 후 n번째의 회전체(350의 작동을 동일한 방법으로 순차로 제어하게 된다.
이후 단계(120)에서 n번째 클러치가 작동되면, 단계(121)로 이전하여 n 번째 회전체(35)를 회전시키고, 단계(122)에서 n 번째 엔코더(50)에 의하여 n 번째 슬랫(20)의 상태를 점검한다. 만일 n 번째 슬랫(20)이 정확한 상태로 되어 있다면 단계(123)에서 n 번째 클러치(40)의 작동을 중지 시킨다. 단계(124)에서는 n 번째 회전축(36)의 작동을 중지 시킨다. 이후 단계(103)로 복귀하여 추적 작동을 반복한다.
백 추적 작동과 관련하여, 단계(201)에서 모터(14)의 구동축(16)에 설치한 피니언(34)을 회전시키고 피니언(34)은 그와 직교된 회전체(35)들을 회전시킨다. 그 다음 단계(202)에서는 발전량을 모니터링 한다. 단계(203)에서 발전량에 따라 각 슬랫 간에 그림자 간섭이 있는가를 순차로 판단한다. 첫 번째 슬랫(20)에 관련하여 간섭이 있다고 판단되면, 단계(204)에서 첫 번째 클러치(40)가 작동되어야 한다. 그 다음 단계(205)에서는 첫 번째 회전체(35)를 작동시키고 단계(206)에서 첫 번째 엔코더(50)에 의하여 첫 번째 슬랫(20)의 상태를 점검한다. 만일 첫 번째 슬랫(20)이 정확한 상태로 되어 있다면 단계(207)에서 첫 번째 클러치(40)의 작동을 중지 시킨다. 단계(208)에서는 첫 번째 회전축(36)의 작동을 중지 시키고 단계(209)로 이전하여 두 번째 클러치(40)가 작동되게 한다.
단계(210)에서는 두 번째 회전체(35)를 회전시키고, 단계(211)에서 두 번째 엔코더(50)에 의하여 두 번째 슬랫(20)의 상태를 점검한다. 만일 두 번째 슬랫(20)이 정확한 상태로 되어 있다면 단계(212)에서 두 번째 클러치(40)의 작동을 중지 시킨다. 단계(213)에서는 두 번째 회전축(36)의 작동을 중지 시킨다. 이 후 n번째의 회전체(35)의 작동을 동일한 방법으로 순차로 제어하게 된다.
이후 단계(220)에서 n번째 클러치가 작동되면, 단계(221)로 이전하여 n 번째 회전체(35)를 회전시키고, 단계(222)에서 n 번째 엔코더(50)에 의하여 n 번째 슬랫(20)의 상태를 점검한다. 만일 n 번째 슬랫(20)이 정확한 상태로 되어 있다면 단계(123)에서 n 번째 클러치(40)의 작동을 중지 시킨다. 단계(224)에서는 n 번째 회전축(36)의 작동을 중지 시킨다. 이후 단계(202)로 복귀하여 추적 작동을 반복한다.
본 발명의 루버시스템은 다수의 슬랫이 창문에 간단히 설치될 수 있고 차광 및 발전을 동시에 함은 물론 설치 공간이 크게 필요치 않아 공간 활용도가 높고 슬랫간의 간섭을 없게 하므로 효과적인 채양은 물론 발전효율을 높이도록 한다.
14: 모터 15: 종동 회전축 16: 구동축
20: 슬랫 34: 피니언 35: 회전체
40: 클러치 50: 엔코더

Claims (6)

  1. 창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫이 태양광 추적이 가능한 루버시스템에 있어서,
    좌우측 벽과 상부벽에 인접한 공간에 형성한 기계실, 어느 한 기계실에 제어부의 제어에 따라 구동하는 좌우회전이 가능한 모터, 이 모터의 회전에 따라 회전 하는 구동축과 이 구동축 상단에 고정된 회전기어들로 이루어진 구동부;
    다른 기계실에 상부벽에 인접한 기계실에 종동 회전체, 이 종동회전체의 중심에 회전가능하게 피봇 된 종동축과 종동축의 상단에는 제1 회전기어와 협동하는 종동기어들로 이루어진 종동부; 상부 기계실에 회전기어와 종동기어사이에 연결된 체인과 이들 체인들 사이에 일정간격을 두고 배열되는 다수의 체인기어와 이 들 체인기어의 바로하부에 위치하여 그와 결합되고 분리되게 한 클러치로 구성되는 동력전달부와;
    클러치에 연결된 피봇 축에 중심이 고정되고 제어부의 모터 작동 제어에 따라 태양광의 조사각도에 따라 트랙킹되도록 좌우향중 어느 한 방향을 향하여 위치시킨 다음 어느 일 측벽으로 이동하여 집합시키거나 분산시키도록 일정 간격을 두고 배열되게 한 다수의 슬랫들로 구성한 것을 특징으로 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템.
  2. 창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫이 태양광 추적이 가능한 루버시스템에 있어서,
    상부벽에 인접한 공간에 형성한 기계실, 기계실의 좌측에 제어부의 제어에 따라 구동하는 좌우회전이 가능한 모터, 모터의 축과 결합된 구동축, 구동축에 횡 방향으로 일정간격을 두고 다수의 동력전달 피니언들로 이루어진 구동부;
    동력전달 피니언에 소정간격을 두고 직교하여 나사결합 상태로 배열되거나 각각에 외부에 나선상의 톱니가 형성되어 직교나사 결합하여 된 다수의 회전체, 회전체와 각각 결합된 클러치와 클러치로부터 연장한 회전축에 결합되고 좌우 회전 각도를 검출하는 엔코더들로 구성되는 동력전달부와;
    엔코더에 연결된 피봇 축에 중심이 고정되고 제어부의 모터 작동 제어에 따라 태양광의 조사각도에 따라 트랙킹되도록 좌우향중 어느 한 방향을 향하여 위치시킨 다음 어느 일 측벽으로 이동하여 집합시키거나 분산시키도록 일정 간격을 두고 배열되게 한 다수의 슬랫들로 구성 한 것을 특징으로 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    클러치는 회전체의 공간부에 인접한 내부벽부로 일정한 간격을 두고 매입된 다수의 영구자석, 코일이 감겨진 원통형의 도체로 되는 아마추어로 구성되는 구동부와 구동부의 상단과 하단 둘레에 형성한 홈에 소정간격으로 배열되어 회전체와 아이들러 상태로 되게 하는 베어링과 도체의 외측 원주 둘레에 형성한 다수의 홈에 소정 간격 이격된 상태로 영구자석과 대향하여 삽입 고정된 전자석들로 구성 한 것을 특징으로 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템
  4. 제 2 항에 있어서,
    엔코더는 케이스, 케이스내의 상부에 설치되고 프린트회로기판 및 발광소자들을 장착한 고정원판, 고정원판의 바로 하부에 회전축과 함께 회전하는 다수의 슬릿을 원주 둘레로 형성한 회전원판과 회전원판 바로 아래에 발광소자와 대향하도록 하여 고정된 수광소자를 설치한 선반들로 구성 한 것을 특징으로 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템.
  5. 창문의 좌우측 벽들 사이에 일정한 간격을 두고 수직 또는 수평으로 배열한 다수의 슬랫이 태양광 추적이 가능한 루버시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    제어부에 방위각을 입력하여 방위각 연산을 하게하고,
    현재 시간에 따라 첫 번째 슬랫의 현재위치를 확인하여 현재시간을 측정하고 슬랫의 상태가 올바른 위치인가 판단하며,
    정확히 위치가 확인 되면 모터를 작동 작동시켜 피니언과 직교된 첫 번째 회전체를 회전시키는 동시에 첫 번째 클러치를 작동시키고,
    첫 번째 엔코더를 작동시키므로 첫 번째 슬랫의 상태를 점검하며, 만일 첫 번째 슬랫이 정확한 상태로 되어 있다면 첫 번째 클러치, 첫 번째 회전축의 작동을 중지 시키고,
    이러한 작동을 다음 차례의 슬랫에 적용하면서 차례로 n번째의 회전체의 작동을 동일한 방법으로 순차로 제어하며,
    순차로 제어하는데 따라 위치를 고정한 슬랫은 각각 발전을 하게 되고 동시에 백 추적 작동을 준비하는 단계들로 구성 한 것을 특징으로 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템의 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    백 추적 작동방법은 모터, 구동축과 피니언들로 이루어진 동력전달부를 작동시키고, 피니언과 직교된 회전체들을 회전시키며, 슬랫에 설치한 구형 솔라 셀 모듈의 발전량을 모니터링 하며, 발전량에 따라 각 슬랫 간에 그림자 간섭이 있는가를 순차로 판단하며, 첫 번째 회전체를 회전시키는 동시에 첫 번째 클러치를 작동시키고, 첫 번째 엔코더를 작동시키므로 첫 번째 슬랫의 상태를 점검하며, 만일 첫 번째 슬랫이 정확한 상태로 되어 있다면 첫 번째 클러치, 첫 번째 회전축의 작동을 중지 시키고, 이러한 작동을 다음 차례의 슬랫에 적용하면서 차례로 n번째의 회전체의 작동을 동일한 방법으로 순차로 제어하며, 순차로 제어하는데 따라 위치를 고정한 슬랫은 각각 발전을 하게 되는 단계들로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 추적이 가능한 루버시스템의 제어 방법.
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