(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池が多数個設けられている太陽光集光板が太陽に向けるように前記太陽光集光板の高度調節及び水平回転を行う太陽光トラッカーであって、
凸状の支持面に太陽に向かって、上側に均等に離隔して形成された２つ以上の第１光センサーと、下側に均等に離隔して形成された２つ以上の第２光センサーと、を備えて、前記太陽光集光板の高度調節のために太陽光を感知する高度調節光センサー部と、
凸状の支持面に太陽に向かって、左側に均等に離隔して形成された２つ以上の第３光センサーと、右側に均等に離隔して形成された２つ以上の第４光センサーと、を備えて、前記太陽光集光板の水平回転のために太陽光を感知する水平回転光センサー部と、
前記第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較する１つ以上の第１比較回路と、前記第３光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較する１つ以上の第２比較回路と、を備えて、光量値がさらに大きな方向に前記太陽光集光板の高度調節及び水平回転を行うための駆動値を出力する受動素子回路と、
前記太陽光集光板の太陽電池から駆動電源を供給され、前記受動素子回路の駆動値によって前記太陽光集光板の高度調節を行う高度調節駆動部及び水平回転を行う水平回動部と、
を含み、
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部は、前記凸状の支持面に放射状に延設されて、各光センサーに照射される光が隣り合う光センサーに照射されることを遮断するための１つ以上の隔壁をさらに含み、
前記水平回転光センサー部は、前記凸状の支持面上に、中央隔壁の背面に形成された１つの光センサーと、当該光センサーから前記第３光センサー側に配置された１つ以上の光センサーを含む第５光センサーをさらに含み、
前記第３光センサー及び前記第５光センサーの出力光量のうち何れか１つでも、前記第４光センサ−の出力光量よりも大きくなれば、前記水平回動部は太陽光集光板を、右側から左側の逆時計回り方向に水平回転し、
前記水平回転光センサー部の前記凸状の支持面は、前記第４光センサーから前記第５光センサーにかけての背面の一部が切り欠かれ、切り欠かれた部分に前記太陽光集光板が取り付けられる自家動力太陽光トラッカー。
【請求項２】
前記第１比較回路は、前記第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較して、光量値がさらに大きな方向に前記太陽光集光板の高度を調節するための駆動値を出力し、
前記第２比較回路は、前記第３光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較して、光量値がさらに大きな方向に前記太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力する請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項３】
前記第１比較回路は、前記第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較して、前記第１光センサーの光量値がさらに大きければ、上側に、前記第２光センサーの光量値がさらに大きければ、下側に前記太陽光集光板の高度を調節するための駆動値を出力し、
前記第２比較回路は、前記第３光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較して、前記第３光センサーの光量値がさらに大きければ、左側に、前記第４光センサーの光量値がさらに大きければ、右側に前記太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力する請求項２に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項４】
前記第２比較回路は、前記第５光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較して、前記第５光センサーの光量値がさらに大きければ、左側に前記太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力する請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項５】
前記凸状の支持面のうち、太陽に向かう面に、前記隔壁のうち、１つが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項６】
前記隔壁は、光吸収材または光反射率の小さな材質からなることを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項７】
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部内に設けられた各光センサーは、その下部の少なくとも一部が、前記支持面に陷沒されたことを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項８】
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部は、各光センサーの両側面からの照射光を遮断するように形成されたケースをさらに含む請求項１ないし請求項７のうち何れか一項に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項９】
前記高度調節駆動部及び前記水平回動部は、前記太陽光集光板に太陽光が一定サイズ以上に照射される場合に駆動されることを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項１０】
前記高度調節駆動部は、前記第１比較回路の出力によって伸縮されて光量値がさらに大きな方向に前記太陽光集光板の高度調節を行う請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項１１】
前記水平回動部は、前記第２比較回路の出力によって伸縮されて光量値がさらに大きな方向に前記太陽光集光板の水平回転を行うことを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項１２】
前記高度調節光センサー部と前記水平回転光センサー部は、前記太陽光集光板に一体に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【請求項１３】
前記高度調節光センサー部の前記第１光センサー及び前記第２光センサーは、前記太陽光集光板の面に垂直に前記太陽光集光板に形成され、
前記水平回転光センサー部の前記第３光センサー及び前記第４光センサーは、地面に水平に前記太陽光集光板に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自家動力太陽光トラッカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽光発電機で、太陽光の入射位置によって可変しながら、太陽光を最適に入射させる太陽光集光器の角度を自動で調節する太陽光トラッカーに係り、詳細には、別途のＣＰＵを使わずに光センサーを用いて太陽光が最適に入射されるように、集光器の角度を調節すると同時に、自体電源によって駆動されて、太陽光を追従することができる自家動力太陽光トラッカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、太陽光発電機は、太陽電池と蓄電池、そして、電力変換装置で構成されており、太陽電池が多数個設けられている太陽光集光板に太陽光を集光して、光エネルギーを電気エネルギーに変換させる発電設備である。このような太陽光発電機は、太陽電池の設置数量によって発電容量が変わるので、必要な場所に必要なほどのみ発電することができて、大規模発電だけではなく、小規模発電も可能であって、家庭用、産業用として広く利用されている趨勢である。
【０００３】
このような太陽光発電機は、太陽光集光板の設置方式によって、固定型と太陽追跡型とに区分することができる。
【０００４】
固定型太陽光発電機は、日照量を最も多く受けることができる角度で太陽光集光板が固定された形態であるが、これは、構造が単純であって、設置が容易であり、耐久性が高くて、維持補修が簡便であるという長所があるが、太陽光の入射角によって、発電量の偏差が激しくて、平均発電効率が良くないという短所がある。
【０００５】
一方、太陽追跡型太陽光発電機は、日出から日沒まで東から西へ移動する太陽の運動を追跡するように太陽光集光板を回転させる１軸回転式と、太陽の南中高度変化まで追跡するように太陽電池モジュールを回転させる２軸回転式と、に区分することができるが、１軸回転式は、相対的に駆動装置の構造が簡単であるが、２軸回転式に比べて発電効率が落ちる問題点があり、これに比べて、２軸回転式は、太陽光の入射方向が太陽電池モジュールと常に垂直を成して発電効率を極大化することができる利点がある。
【０００６】
このような太陽追跡型太陽光発電機には、なによりも太陽の位置を追跡して太陽熱を集熱するか、または太陽光を集光するための技術の開発が要求される。すなわち、地球の自転と公転とによって太陽の位置が変わり続けるために、単位時間当たりより多い量の太陽エネルギーを集熱及び集光するための手段として太陽光トラッカーが必要である。
【０００７】
太陽光トラッカーには、プログラムによって計算された座標によって駆動モータが作動して太陽を追跡する座標計算方式と、随時に光センサーによって検出される信号出力によって駆動モータを制御して太陽を追跡する光センサー方式と、の２つに分類することができる。
【０００８】
しかし、前述した座標計算方式は、天気の状態に関係なく、太陽を追従することができるという長所がある一方、誤差の累積で周期的に校正作業をしなければならず、地域別に緯度と硬度差があるので、維持、補修の煩わしさがあり、光センサー方式は、その構造が比較的簡潔であるという長所はあるが、天気が曇った場合には、太陽の追跡が不可能であり、このような状態で時間が経過されて太陽の位置が相当変化された場合には、太陽が太陽光トラッカーの追跡可能範囲から外れて、追跡自体が不可能になることもあって、作動の連続性が維持されにくいという問題点がある。
【０００９】
また、従来の座標計算方式や光センサー方式の太陽光トラッカーは、プログラムを駆動するために、または光センシング値を処理するための複雑な制御ボードを含んでいる。したがって、制御ボードを駆動するための別途の電源が必要であり、制御ボード内にＣＰＵを使うために、故障がよく発生する問題点を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、別途のＣＰＵを使わずに光センサーを用いて太陽光が最適に入射されるように、集光器の角度を調節すると同時に、自体電源によって駆動されて、太陽光を追従することができる自家動力太陽光トラッカーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面によれば、太陽電池が多数個設けられている太陽光集光板が太陽に向けるように太陽光集光板の高度調節及び水平回転を行う太陽光トラッカーであって、凸状の支持面に太陽に向かって、上側に均等に離隔して形成された１つ以上の第１光センサーと、下側に均等に離隔して形成された１つ以上の第２光センサーと、を備えて、前記太陽光集光板の高度調節のために太陽光を感知する高度調節光センサー部と、凸状の支持面に太陽に向かって、左側に均等に離隔して形成された１つ以上の第３光センサーと、右側に均等に離隔して形成された１つ以上の第４光センサーと、を備えて、前記太陽光集光板の水平回転のために太陽光を感知する水平回転光センサー部と、前記第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較する１つ以上の第１比較回路と、前記第３光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較する１つ以上の第２比較回路と、を備えて、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の高度調節及び水平回転を行うための駆動値を出力する受動素子回路と、前記太陽光集光板の太陽電池から駆動電源を供給され、前記受動素子回路の駆動値によって太陽光集光板の高度調節を行う高度調節駆動部及び水平回転を行う水平回動部と、を含む自家動力太陽光トラッカーが提供される。
【００１２】
前記第１比較回路は、前記第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較して、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の高度を調節するための駆動値を出力することができる。前記第２比較回路は、前記第３光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較して、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力することができる。
【００１３】
前記第１比較回路は、前記第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較して、第１光センサーの光量値がさらに大きければ、上側に、前記第４光センサーの光量値がさらに大きければ、下側に太陽光集光板の高度を調節するための駆動値を出力することができる。前記第２比較回路は、前記第３光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較して、第３光センサーの光量値がさらに大きければ、左側に、前記第４光センサーの光量値がさらに大きければ、右側に太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力することができる。
【００１４】
前記水平回転光センサー部は、前記凸状の支持面のうちから、太陽を背にしている背面に形成された１つ以上の第５光センサーをさらに含みうる。
【００１５】
前記第２比較回路は、前記第５光センサー及び前記第４光センサーの出力光量差を比較して、第５光センサーの光量値がさらに大きければ、左側に太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力することができる。
【００１６】
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部は、前記凸状の支持面に放射状に延設されて、各光センサーに照射される光が隣合う光センサーに照射されることを遮断するための１つ以上の隔壁をさらに含みうる。
【００１７】
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部は、前記凸状の支持面のうち、太陽に向かう面に、前記隔壁のうち、１つが設けられることもある。
【００１８】
前記隔壁は、光吸収材または光反射率が小さな材質であり得る。
【００１９】
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部内に設けられた各光センサーは、その下部の少なくとも一部が、前記支持面内に陷沒されることもある。
【００２０】
前記高度調節光センサー部及び前記水平回転光センサー部は、各光センサーの両側面からの照射光を遮断するように形成されたケースをさらに含みうる。
【００２１】
前記高度調節駆動部及び前記水平回動部は、前記太陽光集光板に太陽光が一定サイズ以上に照射される場合に駆動されうる。
【００２２】
前記高度調節駆動部は、前記自家動力太陽光トラッカーは前記第１比較回路の出力によって伸縮されて光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の高度調節を行うことができる。
【００２３】
前記水平回動部は、前記第２比較回路の出力によって伸縮されて光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の水平回転を行うことができる。
【００２４】
前記高度調節光センサー部と前記水平回転光センサー部は、太陽光集光板に一体に形成されうる。
【００２５】
一方、前記高度調節光センサー部の前記第１センサー及び前記第２センサーは、前記太陽光集光板面に垂直に前記太陽光集光板に形成され、前記水平回転光センサー部の前記第３センサー及び前記第４センサーは、前記地面に水平に前記太陽光集光板に形成されうる。
【００２６】
本発明によれば、太陽光集光板の太陽電池から生産された電源を用いて高度調節駆動部と水平回動部とを駆動させることによって、太陽光集光板の外部電力ではない自体発電電力で駆動が可能であり、上下左右動作時に、誤作動による破損を機構的に遮断し、デジタル制御回路ではないアナログＤＣ回路として具現可能なので、受動素子の寿命ほど耐久性を保証し、座標計算や光センシング値を処理するための別途のプログラムとＣＰＵとが使われず、維持補修が容易であり、耐久性が顕著に増加する。
【００２７】
同時に、本発明によれば、高度調節光センサー部と水平回転光センサー部とで太陽から照射される太陽光の光量を比較して、さらに大きな方向に太陽光集光板の高度調節や水平回転のための方向を決定して、光量が同じくなるまで高度調節や水平回転を行う。微小ＤＣ電力で駆動されるので、非常に少ないコピー光、反射光発電電流でも駆動されうる。同時に、太陽光トラッカーは、太陽光発電がなされなければ、動作する必要もない。高度調節駆動部及び水平回動部は、太陽光集光板に太陽光が一定サイズ以上に照射される場合に駆動されうる。したがって、光がほとんどない夜間には、太陽光発電量がないので、高度調節光センサー部と水平回転光センサー部とに入力される光量があっても、高度調節駆動部と水平回動部は、駆動されず、機器の誤動作も防止されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーを説明する構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節光センサー部を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節光センサー部を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節光センサー部の動作を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節光センサー部の動作を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回転光センサー部を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回転光センサー部の動作を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで日沒時の水平回転光センサー部の動作を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで日出時の水平回転光センサー部の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで日出時の水平回転光センサー部の動作を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回転光センサー部を説明する図である。
【図１２】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで受動素子回路を説明する図である。
【図１３】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節駆動部を説明する図である。
【図１４】本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回動部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を詳しく説明する。次に紹介される実施形態を当業者に本発明の思想を十分に伝達させるために、例として提供される。したがって、本発明は、後述する実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもある。そして、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜上、誇張されて表現される。明細書全体に亘って同じ参照番号は、同じ構成要素を表わす。本発明を説明するに当って、定義される用語は、本発明での機能を考慮して定義されたものであって、本発明の技術的構成要素を限定する意味として理解されてはならない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーを説明する構成ブロック図である。
【００３１】
図１を参照すると、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカー１００は、太陽電池が多数個設けられている太陽光集光板１０が太陽に向けるように太陽光集光板の高度調節及び水平回転を行うために、太陽光集光板１０の高度調節のために太陽光を感知する高度調節光センサー部１１０と、太陽光集光板１０の水平回転のために太陽光を感知する水平回転光センサー部１２０と、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の水平回転及び高度調節を行うための駆動値を出力する受動素子回路１３０と、高度調節駆動部１４０と、水平回動部１５０と、を含んで構成することができる。
【００３２】
高度調節光センサー部１１０は、凸状の支持面に太陽に向かって、上側に均等に離隔して形成された１つ以上の第１光センサーと、下側に均等に離隔して形成された１つ以上の第２光センサーと、を備えて構成することができる。
【００３３】
水平回転光センサー部１２０は、凸状の支持面に太陽に向かって、左側に均等に離隔して形成された１つ以上の第３光センサーと、右側に均等に離隔して形成された１つ以上の第４光センサーと、を備えて構成することができる。
【００３４】
高度調節光センサー部１１０と水平回転光センサー部１２０は、太陽光集光板１０に一体に形成されうる。
【００３５】
一方、高度調節光センサー部１１０の第１センサー及び第２センサーは、太陽光集光板面に垂直に太陽光集光板１０に形成され、水平回転光センサー部１２０の第３センサー及び第４センサーは、地面に水平に太陽光集光板１０に形成されうる。
【００３６】
受動素子回路１３０は、第１光センサー及び前記第２光センサーの出力光量差を比較する１つ以上の第１比較回路と、第３光センサー及び第４光センサーの出力光量差を比較する１つ以上の第２比較回路と、を備えて、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の水平回転及び高度調節を行うための駆動値を出力するように構成することができる。受動素子回路１３０は、太陽光集光板に太陽光が一定サイズ以上に照射される場合に駆動されうる。受動素子回路１３０の駆動値は、高度調節駆動部１４０及び水平回動部１５０の駆動モータ（図示せず）の回転方向と回転量とを決定する。
【００３７】
第１比較回路は、第１光センサー及び第２光センサーの出力光量差を比較して、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の高度を調節するための駆動値を出力するように構成することができる。
【００３８】
例えば、第１比較回路は、第１光センサー及び第２光センサーの出力光量差を比較して、第１光センサーの光量値がさらに大きければ、上側に、第2光センサーの光量値がさらに大きければ、下側に太陽光集光板の高度を調節するための駆動値を出力することができる。
【００３９】
第２比較回路は、第３光センサー及び第４光センサーの出力光量差を比較して、光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力するように構成することができる。
【００４０】
例えば、第２比較回路は、第３光センサー及び第４光センサーの出力光量差を比較して、第３光センサーの光量値がさらに大きければ、左側に、第４光センサーの光量値がさらに大きければ、右側に太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力することができる。
【００４１】
一方、水平回転光センサー部１２０は、凸状の支持面のうちから、太陽を背にしている背面に形成された１つ以上の第５光センサーをさらに含み、この場合、第２比較回路は、第５光センサー及び第４光センサーの出力光量差を比較して、第５光センサーの光量値がさらに大きければ、左側に太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力することができる。
【００４２】
高度調節光センサー部１１０及び水平回転光センサー部１２０は、凸状の支持面に放射状に延設されて、各光センサーに照射される光が隣合う光センサーに照射されることを遮断するために、各光センサーの間に形成された隔壁をさらに含みうる。この際、凸状の支持面のうち、太陽に向かう面に、隔壁のうち、１つが設けられることもある。
【００４３】
高度調節駆動部１４０は、太陽光集光板１０の太陽電池から駆動電源を供給され、受動素子回路１３０の駆動値によって太陽光集光板の高度調節を行う。
【００４４】
高度調節駆動部１４０は、第１比較回路の出力によって伸縮されて光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の高度調節を行うように構成することができる。
【００４５】
水平回動部１５０は、太陽光集光板１０の太陽電池から駆動電源を供給され、受動素子回路１３０の駆動値によって太陽光集光板の水平回転を行う。
【００４６】
水平回動部１５０は、第２比較回路の出力によって伸縮されて光量値がさらに大きな方向に太陽光集光板の水平回転を行うように構成することができる。
【００４７】
高度調節駆動部１４０及び水平回動部１５０は、太陽光集光板１０の太陽電池から駆動電源を供給されるために、太陽光集光板１０に太陽光が一定サイズ以上に照射される場合に駆動されうる。したがって、光がほとんどない夜間には、太陽光発電量がないので、高度調節光センサー部１１０と水平回転光センサー部１２０とに入力される光量があっても、高度調節駆動部１４０と水平回動部１５０は、駆動されなくなる。一方、曇った気象や日沒または日出前の時間であるとしても、太陽光集光板１０に太陽光が一定サイズ以上に照射される場合に、高度調節駆動部１４０及び水平回動部１５０は駆動されうる。
【００４８】
図２及び図３は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節光センサー部１１０を説明する図である。
【００４９】
図２及び図３を参照すると、高度調節光センサー部１１０は、半球形の支持部１１１上に第１上部光センサー１１２と、第２上部光センサー１１３と、第１下部光センサー１１４と、第２下部光センサー１１５と、を備えている。太陽に向かって、第１上部光センサー１１２と第２上部光センサー１１３は、高度調節光センサー部１１０の上部に形成されており、第１下部光センサー１１４と第２下部光センサー１１５は、高度調節光センサー部１１０の下部に形成されている。
【００５０】
各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５は、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオード、ＣＤＳ、太陽電池のように、太陽光を検出して電流を発生させる電気素子で構成することができる。各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の間には、隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃが形成されている。隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃは、半球形の支持部１１１に放射状に延設されて、各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５に照射される光が隣合う光センサーに照射されることを遮断するために、各光センサーの間に形成される。この際、太陽に向かう面に、隔壁１１６ａが設けられる。隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの材質は、光を反射させるか、散乱させない光吸収素材が適切である。隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃは、ケース１１７によって固定されている。ケース１１７も、隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの機能を行える。これにより、ケース１１７の材質も、隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの材質と同様に、光を反射させるか、散乱させない光吸収素材を使うことが適切である。
【００５１】
一方、ケース１１７及び隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの設置構造は、必要に応じて多様に変形されうる。例えば、示された図面では、ケース１１７の半径と隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの高さとがほとんど対応している。しかしながら、本発明は、これに制限されるものではなく、ケース１１７の半径が、隔壁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの高さよりも長いか、短いこともある。また、図面では、ケース１１７の素材において、透明な素材で示されているが、本発明は、これに制限されるものではなく、ケース１１７の材質は、光に対して非反射、非透過性材を使うことができる。ケース１１７の材質を非反射、非透過性の材質として使い、ケース１１７の半径を適切に調節することによって、高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５に対して側面からの照射光を遮断し、高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の正面からの照射光のみを高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５に照射させうる。これにより、高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５に対して多様な方向（例えば、側面）からの散乱または反射光を遮断し、正面から照射される太陽光のみを高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５に照射させることによって、光センシングの方向性をより精密に行うことができる。
【００５２】
高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５で光センシングをより精密にするために、各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の下部の少なくとも一部を支持部１１１内に陷沒させて形成することもできる。すなわち、支持部１１１に凹部を形成し、その凹部に各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５を形成することによって、各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の下部の一部を支持部１１１に陷沒形成させうる。
【００５３】
高度調節光センサー部１１０の各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５で光センシングをより精密にするために、各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の下部の少なくとも一部を、例えば、収縮ゴム材を使って取り囲むように設置することによって、各光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の側面への照射光を効果的に遮断することができる。
【００５４】
高度調節光センサー部１１０は、太陽光集光板１０の集光面と垂直を成すように太陽光集光板１０に形成されうる。高度調節光センサー部１１０の形成位置は、太陽光集光板１０の多様な位置に形成されうる。例えば、太陽光集光板１０の右側上部に位置しうる。しかし、本発明は、これに制限されるものではなく、太陽光集光板１０の右側部、右側下部、左側上部、左側下部、中央上部、中央下部など多様な位置に形成されうる。
【００５５】
受動素子回路１３０は、上部光センサー１１２、第２上部光センサー１１３、第１下部光センサー１１４、第２下部光センサー１１５の出力光量を互いに比較して、出力光量がさらに大きな側に高度調節を行うための駆動信号を出力する。これにより、受動素子回路１３０は、太陽光集光板１０が下側から上側、または上側から下側に動くように高度調節駆動部３６０に対する駆動信号を出力する。
【００５６】
この際、受動素子回路１３０は、上部光センサー１１２、１１３と下部光センサー１１４、１１５との出力光量を比較する。これにより、受動素子回路１３０は、第１上部光センサー１１２と第１下部光センサー１１４との出力光量を比較し、第１上部光センサー１１２と第２下部光センサー１１５との出力光量を比較し、第２上部光センサー１１３と第１下部光センサー１１４との出力光量を比較し、第２上部光センサー１１３と第２下部光センサー１１５との出力光量を比較することができる。
【００５７】
受動素子回路１３０は、上部光センサー１１２、１１３と下部光センサー１１４、１１５との出力光量を比較して、さらに大きな側に太陽光集光板１０の高度調節を行わせる駆動信号を出力する。
【００５８】
例えば、受動素子回路１３０は、第１上部光センサー１１２と第１下部光センサー１１４とを比較して、第１上部光センサー１１２の出力光量がさらに大きな場合、太陽光集光板１０が下側から上側に動くように高度調節駆動部３６０に対する駆動信号を出力する。
【００５９】
逆に、受動素子回路１３０は、第１上部光センサー１１２と第１下部光センサー１１４とを比較して、第１下部光センサー１１４の出力光量がさらに大きな場合、太陽光集光板１０が上側から下側に動くように高度調節駆動部３６０に対する駆動信号を出力する。
【００６０】
一方、受動素子回路１３０は、第１上部光センサー１１２と第１下部光センサー１１４と比較して、第１上部光センサー１１２と第１下部光センサー１１４との出力光量差が大きくない場合、太陽光集光板１０が停止状態を維持するように高度調節駆動部３６０に対する駆動信号を出力する。
【００６１】
図４及び図５は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節光センサー部の動作を説明する図である。
【００６２】
図４を参照すると、太陽光は、第２上部光センサー１１３に最も大きく照射されている。したがって、受動素子回路１３０は、上部光センサー１１２、１１３と下部光センサー１１４、１１５との出力光量を比較して、さらに大きな側に太陽光集光板１０の高度調節を行わせる駆動信号を出力する。これにより、受動素子回路１３０は、第２上部光センサー１１３と第１下部光センサー１１４及び第２下部光センサー１１５と比較して、第２上部光センサー１１３の出力光量がさらに大きいので、太陽光集光板１０が下側から上側に動くように高度調節駆動部３６０に対する駆動信号を出力する。
【００６３】
逆に、図５の状況では、第１下部光センサー１１４と第２下部光センサー１１５は、多量の太陽光を受光し、第１上部光センサー１１２と第２上部光センサー１１３は、少量の太陽光を受光し、それぞれの光センサー１１２、１１３、１１４、１１５は、太陽光量に対応する電圧を受動素子回路１３０に出力する。これにより、受動素子回路１３０は、それぞれの光センサー１１２、１１３、１１４、１１５の出力を互いに比較する。
【００６４】
受動素子回路１３０は、下部光センサー１１４、１１５の出力光量が上部光センサー１１２、１１３の出力光量よりもさらに多い状態になるので、太陽光集光板１０が上側から下側に動くように高度調節駆動部３６０に対する駆動信号を出力する。これにより、太陽光集光板１０が上側から下側に動くようになって、下部光センサー１１４、１１５の出力光量と上部光センサー１１２、１１３の出力光量とが同一になる。太陽光集光板１０の動きは、下部光センサー１１４、１１５の出力光量と上部光センサー１１２、１１３の出力光量とが同一になるまで続けられ、出力光量が同一になれば、停止する。
【００６５】
図６は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回転光センサー部１２０を説明する図である。
【００６６】
図６を参照すると、水平回転光センサー部１２０は、半球形の支持部１２１上に第１左側光センサー１２２、第２左側光センサー１２３、第１右側光センサー１２４、第２右側光センサー１２５、第１後方光センサー１２７、第２後方光センサー１２８を備えて構成することができる。太陽に向かって、第１左側光センサー１２２と第２左側光センサー１２３は、水平回転光センサー部１２０の左側に形成されており、第１右側光センサー１２４と第２右側光センサー１２５は、水平回転光センサー部１２０の右側に形成されている。第１後方光センサー１２７と第２後方光センサー１２８は、第１左側光センサー１２２に隣接して支持部の中央隔壁１２６ａと逆方向の支持部１２１に形成されている。
【００６７】
各光センサー１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７は、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオード、ＣＤＳ、太陽電池のように、太陽光を検出して電流を発生させる電気素子で構成することができる。各光センサー１２２、１２３、１２４、１２５の間には、隔壁１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃが形成されている。隔壁１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは、半球形の支持部１２１上に放射状に延設されて、各光センサー１２２、１２３、１２４、１２５に照射される光が隣合う光センサーに照射されることを遮断するために、各光センサーの間に形成される。この際、太陽に向かう面に、隔壁１２６ａが設けられる。隔壁２１６ａ、１２６ｂ、１２６ｃは、ケース（図示せず）によって固定されている。ケースも、隔壁１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃの機能を行える。
【００６８】
しかし、本発明は、これに制限されるものではなく、図示されていないが、第１左側光センサー１２２と第２後方光センサー１２８、第１後方光センサー１２８の間にも隔壁が形成されうる。
【００６９】
水平回転光センサー部１２０は、地面と水平を成すように太陽光集光板１０に形成されうる。水平回転光センサー部１２０の形成位置は、太陽光集光板１０の多様な位置に形成されうる。例えば、太陽光集光板１０の右側の下側部に位置しうる。しかし、本発明は、これに制限されるものではなく、太陽光集光板１０の右側部、右側下部、左側部、左側上部、左側下部、中央上部、中央下部など多様な位置に形成されうる。
【００７０】
受動素子回路１３０は、第１左側光センサー１２２、第２左側光センサー１２３、第１右側光センサー１２４、第２右側光センサー１２５の出力光量を互いに比較して、出力光量がさらに大きな側に水平回転を行うための駆動信号を出力する。これにより、受動素子回路１３０は、太陽光集光板１０が左側方向に、または右側方向に動くように水平回動部１５０に対する駆動信号を出力する。
【００７１】
この際、受動素子回路１３０は、左側光センサー１２２、１２３と右側光センサー１２４、１２５との出力光量を比較する。これにより、受動素子回路１３０は、第１左側光センサー１２２と第１右側光センサー１２４との出力光量を比較し、第１左側光センサー１２２と第２右側光センサー１２５との出力光量を比較し、第２左側光センサー１２３と第１右側光センサー１２４との出力光量を比較し、第２左側光センサー１２３と第２右側光センサー１２５との出力光量を比較することができる。
【００７２】
受動素子回路１３０は、左側光センサー１２２、１２３と右側光センサー１２４、１２５との出力光量を比較して、さらに大きな側に太陽光集光板１０の水平回転調節を行わせる駆動信号を出力する。
【００７３】
例えば、受動素子回路１３０は、第１左側光センサー１２２と第１右側光センサー１２４と比較して、第１左側光センサー１２２の出力光量がさらに大きな場合、太陽光集光板１０が左側に（逆時計回り方向）動くように水平回動部１５０に対する駆動信号を出力する。
【００７４】
逆に、受動素子回路１３０は、第１左側光センサー１２２と第１右側光センサー１２４と比較して、第１右側光センサー１２４の出力光量がさらに大きな場合、太陽光集光板１０が右側に（時計回り方向）動くように水平回動部１５０に対する駆動信号を出力する。
【００７５】
一方、受動素子回路１３０は、第１左側光センサー１２２と第１右側光センサー１２４と比較して、第１左側光センサー１２２と第１右側光センサー１２４との出力光量差が大きくない場合、太陽光集光板１０が停止状態を維持するように水平回動部１５０に対する駆動信号を出力する。
【００７６】
太陽は、毎日東から昇って西に沈んでおり、夏季（夏至）には、太陽の高度が高く、冬季（冬至）には、太陽の高度が低い。
【００７７】
したがって、太陽の位置移動を正確に感知して、太陽光集光板１０の高度調節と水平回転とを調節して、太陽光集光板１０が太陽を追従させれば、太陽光集光板１０の発電効率を高めうる。
【００７８】
図７ないし図１０は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回転光センサー部１２０の動作による太陽光集光板１０の水平回転動作を説明する図である。
【００７９】
図７を参照すると、図７の状況では、第１右側光センサー１２４と第２右側光センサー１２５は、多量の太陽光を受光し、第１左側光センサー１２２と第２左側光センサー１２３は、少量の太陽光を受光し、それぞれの光センサー１２２、１２３、１２４、１２５は、太陽光量に対応する電圧を受動素子回路１３０に出力する。これにより、受動素子回路１３０は、それぞれの光センサー１２２、１２３、１２４、１２５の出力を互いに比較する。
【００８０】
受動素子回路１３０は、右側光センサー１２４、１２５の出力光量が左側光センサー１２２、１２３の出力光量よりもさらに多い状態になるので、太陽光集光板１０が左側から右側に動くように水平回動部１５０に対する駆動信号を出力する。これにより、太陽光集光板１０が左側から右側に（時計回り方向）動くようになって、右側光センサー１２４、１２５の出力光量と左側光センサー１２２、１２３の出力光量とが同一になる。太陽光集光板１０の動きは、右側光センサー１２４、１２５の出力光量と左側光センサー１２２、１２３の出力光量とが同一になるまで続けられ、出力光量が同一になれば、停止する。
【００８１】
図８は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで日沒時の水平回転光センサー部の動作を説明する図である。
【００８２】
日沒になれば、太陽は、日沒の位置にあり、水平回転光センサー部１２０及び太陽光集光板１０の位置は、図８のようになる。日沒以後には、太陽光トラッカー１００は動作しないので、日出時まで図８の位置を維持する。
【００８３】
図９は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで日出時の水平回転光センサー部の動作を説明する図である。
【００８４】
図９を参照すると、日出時まで太陽光トラッカー１００は、その前日の日沒時に設定された水平回転光センサー部１２０及び太陽光集光板１０の位置を維持している。したがって、日出時には、第１背面光センサー１２７が太陽側に向けている。この際にも、受動素子回路１３０は、第１左側光センサー１２２、第２左側光センサー１２３、第１右側光センサー１２４、第２右側光センサー１２５の出力光量を互いに比較して、出力光量がさらに大きな側に水平回転を行うための駆動信号を出力する。しかしながら、太陽を背にしている日出時の状況では、右側光センサー１２４、１２５の出力光量は左側光センサー１２２、１２３の出力光量とは別の差がなくなる。
【００８５】
一方、受動素子回路１３０は、後方センサー２７０、２８０と右側センサー１２４、１２５との出力光量差を比較して、後方センサー２７０、２８０の値がさらに大きいので、右側から左側に（逆時計回り方向）太陽光集光板を水平回転させるための駆動値を出力する。これにより、図１０に示したように、支持部の正面部に形成された隔壁１２６ａが太陽に向けるように水平回転光センサー部１２０と太陽光集光板１０とが位置する。
【００８６】
図１１は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回転光センサー部を説明する図である。
【００８７】
図１１を参照すると、水平回転光センサー部１２０は、フォトトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を含んで構成することができる。フォトトランジスタ以外にも、フォトダイオード、ＣＤＳ、太陽電池のように、太陽光を検出して電流を発生させる電気素子で構成することができる。ここでは、２つの左側センサーＥａｓｔ＿１、Ｅａｓｔ＿２と２つの右側センサーＷｅｓｔ＿１、Ｗｅｓｔ＿２と１つの後方センサーＥａｓｔ＿３とを使った場合を説明した。
【００８８】
図１２は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで受動素子回路を説明する図である。
【００８９】
図１２を参照すると、受動素子回路１３０は、図１１と関連して２つの左側センサーＥａｓｔ＿１、Ｅａｓｔ＿２及び１つの後方センサーＥａｓｔ＿３の出力光量を２つの右側センサーＷｅｓｔ＿１、Ｗｅｓｔ＿２の出力光量と比較する比較回路（ＯＰアンプ）を含む。比較回路の動作のための電圧は、太陽光集光板１０の太陽電池から供給されうる。ここで、ｐｈａｓｅ１とｐｈａｓｅ２は、太陽光集光板１０を水平回転させるためのモータドライバー（図示せず）の入力であって、それぞれ同相駆動信号と逆相駆動信号とを表わす。
【００９０】
したがって、左側センサーＥａｓｔ＿１、Ｅａｓｔ＿２及び１つの後方センサーＥａｓｔ＿３の出力光量のうち何れか１つでも、右側センサーＷｅｓｔ＿１、Ｗｅｓｔ＿２の出力光量よりも大きくなれば、Ｐｈａｓｅ１は、ハイを出力する。Ｐｈａｓｅ１が、ハイを出力すれば、モータドライバーの同相駆動信号によって、モータ（図示せず）は正方向に駆動されて、太陽光集光板１０は、右側から左側（逆時計回り方向）に水平回転する。
【００９１】
一方、右側センサーＷｅｓｔ＿１、Ｗｅｓｔ＿２の出力光量のうち何れか１つでも、左側センサーＥａｓｔ＿１、Ｅａｓｔ＿２及び１つの後方センサーＥａｓｔ＿３の出力光量よりも大きくなれば、Ｐｈａｓｅ２は、ハイを出力する。Ｐｈａｓｅ２が、ハイを出力すれば、モータドライバーの逆相駆動信号によって、モータ（図示せず）は逆方向に駆動されて、太陽光集光板１０は、左側から右側（時計回り方向）に水平回転する。
【００９２】
図１３は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで高度調節駆動部を説明する図である。
【００９３】
高度調節駆動部１４０は、受動素子回路１３０の駆動信号によって駆動して、太陽光集光板１０を上下に回転して、太陽光集光板１０の高度を調節するように多様に構成することができる。図１３を参照すると、高度調節駆動部１４０は、支持台１４１と直線型アクチュエータ１４２とを備えており、直線型アクチュエータ１４２は、駆動モータ（図示せず）によって駆動されうる。支持台１４１と太陽光集光板１０は、第１結合軸１４１ａによって回動自在に結合され、支持台１４１と直線型アクチュエータ１４２とを第２結合軸１４１ｂに回動自在に結合されている。
【００９４】
したがって、直線型アクチュエータ１４２が、左右に直線運動を行えば、第２結合軸１４１ｂに連結された支持台１４１を通じて太陽光集光板１０の高度が調節される。高度調節駆動部１５０によって、太陽光集光板１０は、０°から最大９０°まで高度調節が可能である。
【００９５】
図１４は、本発明の一実施形態による自家動力太陽光トラッカーで水平回動部を説明する図である。
【００９６】
水平回動部１５０は、受動素子回路１３０の駆動信号によって駆動して、太陽光集光板１０を時計回り方向または逆時計回り方向に回転して、太陽光集光板１０の回転方向を調節するように多様に構成することができる。図１４を参照すると、水平回動部１５０は、支持台１１１と直線型アクチュエータ１５２とを備えており、直線型アクチュエータ１５２は、駆動モータ（図示せず）によって駆動されうる。支持台１５１と太陽光集光板１０は、第１結合軸１５１ａによって回動自在に結合され、支持台１５１と直線型アクチュエータ１５２とを第２結合軸１５１ｂに回動自在に結合されている。
【００９７】
したがって、直線型アクチュエータ１５２が、左右に直線運動を行えば、第２結合軸１５１ｂに連結された支持台１５１を通じて太陽光集光板１０の水平回転が調節される。水平回動部１５０によって、太陽光集光板１０は、０°から最大１８０°まで水平回転が可能である。また、直線型アクチュエータ１５２の直線運動と、直線型アクチュエータ１５２に第２結合軸１５１ｂを通じて連結された支持台１５１の動作と、を通じて太陽光集光板１０の水平回転角度が、０°から１８０°に限定されることによって、太陽光トラッカー１００の装備破損を未然に防止することができる。
【００９８】
以上、本発明による具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から外れない限度内ではさまざまな変形が可能であるということはいうまでもない。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限って決定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、本特許請求の範囲と均等なものなどによって決定されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、太陽光トラッカーの製造分野に利用されうる。
【符号の説明】
【０１００】
１０  太陽光集光板
１００  自家動力太陽光トラッカー
１００  太陽光トラッカー
１１０  高度調節光センサー部
１１１  支持部
１１１  支持台
１１２  第１上部光センサー
１１２  上部光センサー
１１２、１１３  上部光センサー
１１２、１１３、１１４、１１５  光センサー
１１３  第２上部光センサー
１１４  第１下部光センサー
１１４、１１５  下部光センサー
１１５  第２下部光センサー
１１６ａ  隔壁
１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ  隔壁
１１７  ケース
１２０  水平回転光センサー部
１２１  支持部
１２２  第１左側光センサー
１２２、１２３  左側光センサー
１２２、１２３、１２４、１２５  光センサー
１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７  光センサー
１２３  第２左側光センサー
１２４  第１右側光センサー
１２４、１２５  右側光センサー
１２４、１２５  右側センサー
１２５  第２右側光センサー
１２６ａ  中央隔壁
１２６ａ  隔壁
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ  隔壁
１２７  第１後方光センサー
１２７  第１背面光センサー
１２８  第２後方光センサー
１２８  第１後方光センサー
１３０  受動素子回路
１４０  高度調節駆動部
１４１  支持台
１４１ａ  第１結合軸
１４１ｂ  第２結合軸
１４２  直線型アクチュエータ
１５０  水平回動部
１５０  高度調節駆動部
１５１  支持台
１５１ａ  第１結合軸
１５１ｂ  第２結合軸
１５２  直線型アクチュエータ
１８０  最大
２１６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ  隔壁
２７０、２８０  後方センサー
３６０  高度調節駆動部
Ｅａｓｔ  左側センサー
Ｅａｓｔ  後方センサー
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５  フォトトランジスタ
Ｗｅｓｔ  右側センサー
【図１】
0005797325.tif 000002
【図２】
0005797325.tif 000003
【図３】
0005797325.tif 000004
【図４】
0005797325.tif 000005
【図５】
0005797325.tif 000006
【図６】
0005797325.tif 000007
【図７】
0005797325.tif 000008
【図８】
0005797325.tif 000009
【図９】
0005797325.tif 000010
【図１０】
0005797325.tif 000011
【図１１】
0005797325.tif 000012
【図１２】
0005797325.tif 000013
【図１３】
0005797325.tif 000014
【図１４】
0005797325.tif 000015