(57)【要約】【課題】多数個の太陽光モジュール組立体の太陽光追跡装置を提供する。【解決手段】太陽方位角に対応する太陽光照度値を検出する１個の太陽電池センサー装置(300)と、該太陽電池センサー装置で検出された太陽光照度値に基づく太陽方位角と、リアルタイムで測定された太陽方位角を比較分析して、算出された最大太陽方位角に基づく制御信号を遠隔送信する統合制御盤(500)と、を含む統合制御装置、及び 前記制御信号を遠隔受信する追跡装置制御盤(70)と、前記制御信号に従って追跡装置制御盤のサーボ制御によって駆動トルクを発生する高トルク動力駆動装置(20)と、該動力駆動装置によって駆動されて前記制御信号に従って太陽方位角を追従する太陽光モジュール組立体(10)と、該動力駆動装置に設置されて、前記制御信号に従って太陽を追従する太陽光モジュール組立体の多数個の駆動角を検出する駆動角センサー装置(50)と、を含む太陽光サーボ制御追跡装置。【選択図】図１６
2009218551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽方位角に対応する太陽光照度値を検出する１個の太陽電池センサー装置(300)と、
該太陽電池センサー装置で検出された太陽光照度値に基づく太陽方位角と、リアルタイム
で測定された太陽方位角を比較分析して、算出された最大太陽方位角に基づく制御信号を
無線通信によって遠隔送信する統合制御盤(500)と、
を含む統合制御装置、及び 
前記制御信号を無線通信によって遠隔受信する追跡装置制御盤(70)と、
前記制御信号に従って追跡装置制御盤のサーボ制御によって駆動トルクを発生する交流単
相誘導機を有した高トルク動力駆動装置(20)と、
該高トルク動力駆動装置によって駆動されて前記制御信号に従って太陽方位角を追従する
多数個の太陽光モジュール組立体(10)と、
前記高トルク動力駆動装置に設置されて、前記制御信号に従って太陽を追従する太陽光モ
ジュール組立体の多数個の駆動角を検出する駆動角センサー装置(50)と、
を含む多数個の太陽光追跡装置、
で構成されたことを特徴とする太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項２】
統合制御盤と追跡装置制御盤とには、それぞれ無線通信モジュール、ＴＣＰ／ＩＰ通信モ
ジュール、ＲＦ通信モジュール又はブルートゥース通信モジュールのどちらかがさらに含
まれて、太陽光モジュール組立体と太陽電池センサー装置の太陽方位角に対応する作動状
態を前記無線通信モジュールを介して遠隔モニタリングして、太陽方位角に従って太陽光
モジュール組立体と太陽電池センサー装置が太陽を追従不能時に前記ＴＣＰ／ＩＰ通信モ
ジュール、ＲＦ通信モジュール又はブルートゥース通信モジュールのどちらかを介して前
記統合制御盤と追跡装置制御盤との遠隔制御が可能なことを特徴とする請求項１に記載の
太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項３】
高トルク動力駆動装置は、多数個の太陽光モジュール組立体の中間に設置されて、前記追
跡装置制御盤のサーボ制御によって駆動される交流単相誘導機(21)と、該交流単相誘導機
に取付けて冷却する冷却ファン(23)と、前記交流単相誘導機に順次に連結されて高トルク
を発生する１次減速機(22)、２次減速機(35)、３次ウォーム減速機とを含み、３次ウォー
ム減速機は、ピニオン(25)と前記太陽光モジュール組立体の太陽光モジュール組立体調整
軸(7)が設置されるウォーム歯車(30)で構成されている、ことを特徴とする請求項１又は
２に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項４】
駆動角センサー装置は、前記ピニオン(25)と連結されるセンサーピニオン(51)と、該セン
サーピニオンに連結されるセンサーウォーム歯車(52)と、前記センサーウォーム歯車の回
転軸に設置される駆動角センサー(59)と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の太陽
光サーボ制御追跡装置。
【請求項５】
駆動角センサーによって検出された駆動角は、前記追跡装置制御盤を介して統合制御盤に
無線通信によって送信されることを特徴とする請求項４に記載の太陽光サーボ制御追跡装
置。
【請求項６】
太陽電池センサー装置は、
最大照度で入射される太陽光の入射角を測定するために太陽電池が３０゜〜１５０゜範囲
の照度値をスキャニングすることができるように回転力を提供するステップ駆動モーター
(320)と、
該ステップ駆動モーターの回転力を伝達する太陽電池回転軸(360)と、
太陽光照度値に対応する方位角を測定するための回転角センサー(330)と、
前記太陽電池回転軸に設置されて太陽光照度値を測定する太陽電池(310)と、
前記ステップ駆動モーター、太陽電池回転軸及び回転角センサーが設置される支持台を有
したベース板(400)と、
前記ステップ駆動モーター、太陽電池、太陽電池回転軸及び回転角センサーを囲んで保護
するように前記ベース板に設置されるケース(340)と、
該ケースの上部に設置されてケース内の部品を浸水及び湿気から保護する透明半球体(410
)と、
電力を供給するために電線に接続し、かつ前記統合制御盤からの制御信号をステップ駆動
モーターに入力し、前記回転角センサーからの信号を出力するために前記ケースに設置さ
れた防水コネクタ(420)と、
で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項７】
統合制御盤は、
太陽電池センサー装置を介して３０゜〜１５０゜範囲の太陽光照度値を測定して、駆動角
センサー装置が検出した駆動角に対応して、計測された太陽光照度値を分析して、最大照
度値の駆動角範囲を設定して、リアルタイムで測定された太陽方位角と最大照度値の駆動
角範囲の比較分析を介して太陽光モジュール組立体の駆動角制御信号を計算して、この駆
動角制御信号を追跡装置制御盤に無線送信して、
追跡装置制御盤は、
統合制御盤から駆動角制御信号を受信して駆動角センサー装置によって計測された駆動角
との誤差分を計算して、この計算によるＰＩＤ(比例-積分-微分)サーボ制御を遂行して交
流単相誘導機を駆動して太陽光モジュール組立体の駆動制御を遂行するが、太陽光モジュ
ール組立体が駆動角制御信号に従って追従不能な誤作動時、太陽光モジュール組立体の駆
動角と交流単相誘導機の相電流を統合制御盤に無線送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項８】
統合制御盤は、
太陽光モジュール組立体の駆動角と交流単相誘導機の相電流を計測したデータを前記追跡
装置制御盤から無線受信して駆動角制御信号に追従するように駆動角制御信号を前記追跡
装置制御盤に送信するか、又は前記交流単相誘導機が過電流状態なら前記太陽光モジュー
ル組立体の駆動を中止させる制御信号を前記追跡装置制御盤に送信することを特徴とする
請求項１又は７に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項９】
太陽光モジュール組立体は、太陽電池板が４×４行列配列されて構成されて、前記太陽電
池板が４×４行列配列されて構成された太陽光モジュール組立体が少なくとも６個である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項１０】
統合制御盤は、
運用者によって選択される手動/自動モード選択スイッチ(ＳＷ１)と、
時間帯別太陽方位角をリアルタイムで測定するための周期が設定されるリアルタイムカウ
ンター(ＤＳ１３０７)(Ｕ５)と、
運用者によって選択される手動/自動モード選択スイッチを介して太陽電池センサー装置(
300)の回転角が入力される第１バッファー回路(Ｕ２)と、
前記手動/自動モード選択スイッチの選択によって前記回転角において太陽電池センサー
装置(300)によって測定された太陽光照度値が入力される第２バッファー回路(Ｕ３)と、
前記第１、第２バッファー回路の回転角と太陽光照度値の入力を受けて太陽電池センサー
装置(300)にダーリントントランジスター(Ｕ７、Ｕ８)を介して回転角制御信号を出力し
て、前記太陽光照度値に対応する太陽方位角と、前記リアルタイムカウンターの設定周期
に従ってリアルタイムで計測される太陽方位角を比較分析して、算出された最大太陽方位
角に対応する駆動角制御信号を出力するマイコン(Ｕ１)と、
前記出力された駆動角制御信号を追跡装置制御盤(70)に遠隔送信する無線通信モジュール
(Ｕ９)と、
交流単相誘導機の相電流のデータと該無線通信モジュール(Ｕ９)を介して追跡装置制御盤
(70)から受信される太陽光モジュール組立体の駆動角が保存されるメモリー(Ｕ６)と、
前記マイコン(Ｕ１)が読み込んで出力するメモリー(Ｕ６)の相電流と駆動角データを運営
者に遠隔送信するＴＣＰ／ＩＰ通信モジュール(Ｕ１１)と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項１１】
追跡装置制御盤は、
運用者によって選択される手動/自動モード選択スイッチ(Ｓ１)と、
運用者によって手動/自動モード選択スイッチ(Ｓ１)の自動モードが選択されると、駆動
角センサー装置によって検出された太陽光モジュール組立体の駆動角が入力されるバッフ
ァー回路(Ｊ２)と、
統合制御盤から遠隔送信された駆動角制御信号を遠隔受信する無線通信モジュール(Ｊ５
、Ｊ６)と、
前記駆動角と交流単相誘導機の相電流が保存されるメモリーを内蔵し、前記バッファー回
路(Ｊ２)を介して入力された駆動角と前記無線通信モジュール(Ｊ５、Ｊ６)を介して入力
された駆動角制御信号から算出された値に従って太陽光モジュール組立体のＰＩＤサーボ
制御のためのサーボ制御信号を正方向リレー(Ｋ１)と逆方向リレー(Ｋ２)を介して動力駆
動装置(20)の交流単相誘導機に出力して、太陽光モジュール組立体の駆動角を制御するマ
イコン(Ｊ１)と、
該マイコン(Ｊ１)のメモリーに保存された駆動角と相電流データを運営者に遠隔送信する
ＲＦ通信モジュール又はブルートゥース通信モジュール(Ｊ７)と、
を含むことを特徴とする請求項１又は１０に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項１２】
前記統合制御盤のマイコン(Ｕ１)は、
さらに、最大太陽方位角を出力して、
前記統合制御盤の無線通信モジュール(Ｕ９)は、この出力された最大太陽方位角を追跡装
置制御盤(70)に遠隔送信して、
前記追跡装置制御盤は、
時間帯別太陽方位角をリアルタイムで測定するための周期が設定されたリアルタイムカウ
ンター(ＤＳ１３０７)(Ｊ３)をさらに含んで、
前記追跡装置制御盤の無線通信モジュール(Ｊ５、Ｊ６)は、
遠隔送信された前記最大太陽方位角を遠隔受信して、
前記追跡装置制御盤のマイコン(Ｊ１)は、
前記無線通信モジュール(Ｊ５、Ｊ６)を介して遠隔受信された最大太陽方位角と、前記リ
アルタイムカウンター(ＤＳ１３０７)(Ｊ３)を利用するリアルタイム方位角計算式によっ
て計算した太陽方位角を比較分析して、前記統合制御盤から無線通信モジュール(Ｊ５、
Ｊ６)を介して遠隔受信されて入力された駆動角制御信号の正確性と信頼性を検証して、
検証された駆動角制御信号のみを高トルク動力駆動装置の交流単相誘導機に出力する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項１３】
統合制御盤は、太陽光モジュール組立体の水平角を初期認識させるための水平位置角補正
モードスイッチ(ＳＷ２)と、統合制御盤(500)の初期時間設定のためのリアルタイム時間
セッティングモードスイッチ(ＳＷ３)をさらに含む、ことを特徴とする請求項１０に記載
の太陽光サーボ制御追跡装置。
【請求項１４】
追跡装置制御盤は、太陽光モジュール組立体の水平角を初期認識させるための水平位置角
補正モードスイッチ(Ｓ２)と、追跡装置制御盤(70)の初期時間設定のためのリアルタイム
時間セッティングモードスイッチ(Ｓ３)をさらに含む、ことを特徴とする請求項１１に記
載の太陽光サーボ制御追跡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光サーボ制御追跡装置に関するものであり、特に、太陽光モジュール組立
体を遠隔サーボ制御及び遠隔モニタリングすると同時に、太陽方位角に従って円滑に駆動
されることができるようにした太陽光サーボ制御追跡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽光追跡装置は、照度値計測方法で硫化カドミウム光伝導セル(ＣｄＳ Photo-co
nductive Cells)センサーと太陽光モジュール組立体の駆動力を提供するために直流モー
ターとウォームギアとを利用した動力伝達装置と追跡装置の回転角を検出するための近接
センサーを利用して来た。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した一般的に使用された従来の技術は、次のような問題点を有する。
１．従来の硫化カドミウム(ＣｄＳ)方式の照度センサーは、太陽光モジュール組立体上端
部に固定されて特定方位角のみで入射される太陽方位角を検出することで、気紛れな天気
、すなわち、曇天後の晴天には太陽方位角を検出しにくい。
【０００４】
２．従来の硫化カドミウム方式の照度センサーは、太陽光モジュール組立体の上端部に１
個ずつ取付けて経済的な負担が加重されて、硫化カドミウムセンサーの物理的な特性によ
って発電所内の追跡装置によって検出される太陽方位角の誤差範囲が大きい。
【０００５】
３．従来の直流モーターを利用した動力装置は、６個以上の多数の太陽光モジュール組立
体を駆動するには駆動トルクが不足である。
【０００６】
４．太陽光モジュール組立体の動力源として直流モーターを適用することで常用電源ＡＣ
２２０Ｖを直流電源に変換する別途のスイッチング電源装置(Switching Mode Power Supp
ly)が付加的に必要であるために経済的な負担になる。
【０００７】
５．太陽光モジュール組立体の駆動角検出を目的に近接センサーを利用して１回転当たり
発生するパルスをカウントして駆動角を算出することで太陽光モジュール組立体の精密な
駆動角制御が難しい。
【０００８】
６．台風発生時に現場で台風被害防止を目的に太陽光モジュール組立体を水平になるよう
にするためには人為的な操作が必要である。
【０００９】
７．太陽光モジュール組立体が独立的に作動してモニタリング機能がないので、維持補修
のために現場訪問を通して作動状態を点検しなければならないために維持補修及び管理に
費用がたくさんかかる。
【００１０】
本発明は、前記した従来技術の問題を解決するために考案されたものであり、１個の太陽
電池センサー装置で測定した太陽方位角に従って制御信号で多数個の太陽光モジュール組
立体を遠隔通信によって遠隔サーボ制御及び遠隔モニタリングし、かつ多数個の太陽電池
板が最大電力生産のために行列配列された６個以上の多数個の太陽光モジュール組立体を
一つの動力駆動装置で円滑に駆動されることができるようにして、費用を節減して太陽光
発電効率を極大化することができるようにした太陽光サーボ制御追跡装置を提供すること
にその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した本発明の目的は、太陽方位角に対応する太陽光照度値を検出する１個の太陽電池
センサー装置と、この太陽電池センサー装置で検出された太陽光照度値に基づく太陽方位
角と、リアルタイムで測定された太陽方位角を比較分析して、算出された最大太陽方位角
に基づく制御信号を無線通信によって遠隔送信する統合制御盤と、を含む統合制御装置、
及び前記制御信号を無線通信によって遠隔受信する追跡装置制御盤と、前記制御信号に従
って追跡装置制御盤のサーボ制御によって駆動トルクを発生する交流単相誘導機を有した
高トルク動力駆動装置と、前記高トルク動力駆動装置によって駆動されて前記制御信号に
従って太陽方位角を追従する多数個の太陽光モジュール組立体と、前記高トルク動力駆動
装置に設置されて、前記制御信号に従って太陽を追従する太陽光モジュール組立体の多数
個の駆動角を検出する駆動角センサー装置と、を含む多数個の太陽光追跡装置、で構成さ
れた太陽光サーボ制御追跡装置によって達成される。
【００１２】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤と追跡装置制御盤とには、それぞれ無線
通信モジュール、ＴＣＰ／ＩＰ通信モジュール、ＲＦ通信モジュール又はブルートゥース
通信モジュールのどちらかがさらに含まれて、太陽光モジュール組立体と太陽電池センサ
ー装置の太陽方位角に対応する作動状態を前記無線通信モジュールを介して遠隔モニタリ
ングして、太陽方位角に従って太陽光モジュール組立体と太陽電池センサー装置が太陽を
追従不能時に前記ＴＣＰ／ＩＰ通信モジュール、ＲＦ通信モジュール又はブルートゥース
通信モジュールのどちらかを介して前記統合制御盤と追跡装置制御盤の遠隔制御が可能な
ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の高トルク動力駆動装置は、多数個の太陽光モジュー
ル組立体の中間に設置されて、前記追跡装置制御盤のサーボ制御によって駆動される交流
単相誘導機と、この交流単相誘導機に取付けて冷却する冷却ファンと、前記交流単相誘導
機に順次に連結されて高トルクを発生する１次減速機、２次減速機、３次ウォーム減速機
を含み、３次ウォーム減速機は、ピニオンと前記太陽光モジュール組立体の太陽光モジュ
ール調整軸が設置されるウォーム歯車で構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の駆動角センサー装置は、前記ピニオン２５と連結さ
れるセンサーピニオンと、該センサーピニオンに連結されるセンサーウォーム歯車と、該
センサーウォーム歯車の回転軸に設置される駆動角センサーと、を含むことを特徴とする
。
【００１５】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の駆動角センサーによって検出された駆動角は、前記
追跡装置制御盤を介して統合制御盤に無線通信によって送信されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の太陽電池センサー装置は、最大照度で入射される太
陽光の入射角を測定するために太陽電池が３０゜〜１５０゜範囲の照度値をスキャニング
することができるように回転力を提供するステップ駆動モーターと、該ステップ駆動モー
ターの回転力を伝達する太陽電池回転軸と、太陽光照度値に対応する方位角を測定するた
めの回転角センサーと、前記太陽電池回転軸に設置されて太陽光照度値を測定する太陽電
池と、前記ステップ駆動モーター、太陽電池回転軸及び回転角センサーが設置される支持
台を有したベース板と、前記ステップ駆動モーター、太陽電池、太陽電池回転軸及び回転
角センサーを囲んで保護するように前記ベース板に設置されるケースと、該ケースの上部
に設置されてケース内の部品を浸水及び湿気から保護する透明半球体と、電力を供給する
ために電線に接続し、かつ前記統合制御盤からの制御信号をステップ駆動モーターに入力
し、前記回転角センサーからの信号を出力するために前記ケースに設置された防水コネク
タ４２０と、で構成されたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤は、太陽電池センサー装置を介して３０
゜〜１５０゜範囲の太陽光照度値を測定して、駆動角センサー装置が検出した駆動角に対
応して計測された太陽光照度値を分析して最大照度値の駆動角範囲を設定して、リアルタ
イムで測定された太陽方位角と最大照度値の駆動角範囲の比較分析を介して太陽光モジュ
ール組立体の駆動角制御信号を計算して、前記駆動角制御信号を追跡装置制御盤に無線送
信して、追跡装置制御盤は、統合制御盤から駆動角制御信号を受信して、駆動角センサー
装置によって計測された駆動角との誤差分を計算して、この計算によるＰＩＤ(比例-積分
-微分)サーボ制御を遂行して交流単相誘導機を駆動して太陽光モジュール組立体の駆動制
御を遂行するが、太陽光モジュール組立体が駆動角制御信号に従って追従不能な誤作動時
、太陽光モジュール組立体の駆動角と交流単相誘導機との相電流を統合制御盤に無線送信
することを特徴とする。
【００１８】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤は、太陽光モジュール組立体の駆動角と
交流単相誘導機の相電流を計測したデータを前記追跡装置制御盤から無線受信して駆動角
制御信号に追従するように駆動角制御信号を前記追跡装置制御盤に送信するか、又は前記
交流単相誘導機が過電流状態なら前記太陽光モジュール組立体の駆動を中止させる制御信
号を前記追跡装置制御盤に送信することを特徴とする。
【００１９】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の太陽光モジュール組立体は、太陽電池板が４×４行
列配列されて構成されて、前記太陽電池板が４×４行列配列されて構成された太陽光モジ
ュール組立体が少なくとも６個であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤は、運用者によって選択される手動/自
動モード選択スイッチと、時間帯別の太陽方位角をリアルタイムで測定するための周期が
設定されるリアルタイムカウンターと、運用者によって選択される自動モード選択スイッ
チを介して太陽電池センサー装置の回転角が入力される第１バッファー回路と、前記自動
モード選択スイッチの選択によって前記回転角において太陽電池センサー装置によって測
定された太陽光照度値が入力される第２バッファー回路と、前記第１、第２バッファー回
路の回転角と太陽光照度値の入力を受けて、太陽電池センサー装置にダーリントントラン
ジスターを介して回転角制御信号を出力して、前記太陽光照度値に対応する太陽方位角と
、前記リアルタイムカウンターの設定周期に従ってリアルタイムで計測されて入力される
太陽方位角を比較分析して、算出された最大太陽方位角に対応する駆動角制御信号を出力
するマイコンと、前記出力された駆動角制御信号を追跡装置制御盤に遠隔送信する無線通
信モジュールと、交流単相誘導機の相電流のデータと前記無線通信モジュールを介して追
跡装置制御盤から受信される太陽光モジュール組立体の駆動角が保存されるメモリーと、
前記マイコンが読み込んで出力するメモリーの相電流と駆動角データを運営者に遠隔送信
するＴＣＰ／ＩＰ通信モジュールと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の追跡装置制御盤は、運用者によって選択される手動
/自動モード選択スイッチと、運用者によって手動/自動モード選択スイッチの自動モード
が選択されると、駆動角センサー装置によって検出された太陽光モジュール組立体の駆動
角が入力されるバッファー回路と、統合制御盤から遠隔送信された駆動角制御信号を遠隔
受信する無線通信モジュールと、前記駆動角と交流単相誘導機の相電流が保存されるメモ
リーを内蔵し、前記バッファー回路を介して入力された駆動角と前記無線通信モジュール
を介して入力された駆動角制御信号から算出された値に従って太陽光モジュール組立体の
ＰＩＤサーボ制御のためのサーボ制御信号を正方向リレーと逆方向リレーを介して動力駆
動装置の交流単相誘導機に出力して、太陽光モジュール組立体の駆動角を制御するマイコ
ンと、該マイコンのメモリーに保存された駆動角と交流単相誘導機の相電流データを運営
者に遠隔送信するＲＦ通信モジュール又はブルートゥース通信モジュールと、を含むこと
を特徴とする。
【００２２】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤のマイコンは、さらに、最大太陽方位角
を出力して、無線通信モジュールは、この出力された最大太陽方位角を追跡装置制御盤に
遠隔送信して、前記追跡装置制御盤は、時間帯別の太陽方位角をリアルタイムで測定する
ための周期が設定されたリアルタイムカウンターをさらに含んで、無線通信モジュールは
、遠隔送信された前記最大太陽方位角を遠隔受信して、前記追跡装置制御盤のマイコンは
、前記無線通信モジュールを介して遠隔受信された最大太陽方位角と、前記リアルタイム
カウンターを利用するリアルタイム方位角計算式によって計算した太陽方位角を比較分析
して、前記統合制御盤から無線通信モジュールを介して遠隔受信されて入力された駆動角
制御信号の正確性と信頼性を検証して、検証された駆動角制御信号のみを高トルク動力駆
動装置の交流単相誘導機に出力することを特徴とする。
【００２３】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤は、太陽光モジュール組立体の水平角を
初期認識させるための水平位置角補正モードスイッチと、統合制御盤の初期時間設定のた
めのリアルタイム時間セッティングモードスイッチをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の追跡装置制御盤は、太陽光モジュール組立体の水平
角を初期認識させるための水平位置角補正モードスイッチと、追跡装置制御盤の初期時間
設定のためのリアルタイム時間セッティングモードスイッチをさらに含むことを特徴とす
る。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によって、多数個の太陽光モジュール組立体の駆動角制御に対応する正確性、即応
性及び追従性が向上することで、太陽光発電効率を最適化することができるし、また、１
個の太陽電池センサー装置によって多数個の太陽光モジュール組立体を一度に最適制御す
ることができるし、高トルク動力駆動装置は、従来よりも重さが２０％増加された太陽光
モジュール組立体を駆動することができるように高トルクを発生することができて、太陽
光発電の効率を極大化することができる。
【００２６】
すなわち、従来、重さが２０％以上増加した太陽光モジュール組立体を搭載した状態で太
陽光を追跡することができる高トルク動力駆動装置と、最適状態の太陽方位角を算出する
統合制御盤と、太陽光追跡装置の太陽光追跡のための太陽光モジュール組立体の駆動角と
交流単相誘導機の作動状態を遠隔モニタリング及び遠隔サーボ制御を遂行することができ
る遠隔通信モジュールが搭載された統合制御盤と追跡装置制御盤によって太陽光発電の効
率を極大化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の望ましい技術構成とその作用に対して添付した図面に基づいて詳細に記述
する。
【００２８】
図１〜図１１は、本発明の統合制御装置と太陽光追跡制御装置の技術構成図であり、図１
は、本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の全体模式図であり、図２は、本発明の１個の太
陽光モジュール組立体の平面図であり、図３は、図２の太陽光モジュール組立体が多数個
で構成された太陽光追跡装置の正面図であり、図４は、図３の側面図及び駆動角作動範囲
図である。
【００２９】
図５は、本発明の動力駆動装置の技術構成を示した正面詳細図であり、図６は、図５の右
側面図であり、図７は、図５の左側面図であり、図８は、図５の駆動角センサー装置の拡
大図であり、図９は、図７の駆動角センサー装置の拡大図である。図１０は、本発明の太
陽電池センサー装置の外観斜視図であり、図１１は、本発明の太陽電池センサー装置の内
部構造斜視図である。
【００３０】
本発明の太陽光サーボ制御追跡装置は、図１に示すように、１個の太陽電池センサー装置
３００と統合制御盤５００を含む統合制御装置と、追跡装置制御盤７０と、高トルクの動
力駆動装置２０と、多数個の太陽光モジュール組立体１０及び駆動角センサー装置５０（
図５に示す）を含む多数個の太陽光追跡装置で構成されたものである。
【００３１】
前記統合制御装置の太陽電池センサー装置３００は、太陽方位角に対応する太陽光照度値
を検出するものであり、前記統合制御盤５００は、前記太陽電池センサー装置３００で検
出された太陽方位角と、リアルタイムで方位角計算式によって測定された太陽方位角を比
較分析して算出された最大太陽方位角に対応する制御信号を無線通信によって前記追跡装
置制御盤７０に遠隔送信する。
【００３２】
次の方位角計算式において、時間Ｈと赤緯δを利用して太陽方位角Ａは、次のように求め
ることができる。
【００３３】
【数１】
2009218551.tif 000003
【００３４】
ここで、前記多数個の太陽光追跡装置(図１の追跡装置１〜Ｎ)の追跡装置制御盤７０は、
前記太陽方位角に対応する統合制御盤５００の制御信号を無線通信によって受信して、前
記高トルクの動力駆動装置２０は、追跡装置１〜Ｎにそれぞれ設置されて、前記制御信号
に従って追跡装置制御盤７０のサーボ制御によって駆動トルクを発生する交流単相誘導機
２１によって追跡装置１〜Ｎに高トルクの駆動力を提供して、前記多数個の太陽光モジュ
ール組立体１０は、高トルクの動力駆動装置２０によって駆動されて、前記制御信号に従
って太陽方位角に沿って追従して、前記駆動角センサー装置５０は、高トルクの動力駆動
装置２０に設置されて前記制御信号に従って太陽を追従する多数個の太陽光モジュール組
立体１０の駆動
角を検出する。
【００３５】
ここで前記統合制御盤５００の制御信号は、太陽電池センサー装置３００によって測定さ
れた太陽方位角に従って太陽光追跡装置の太陽光モジュール組立体１０の駆動角サーボ制
御を具現するための駆動角制御信号である。
【００３６】
一方、本発明の統合制御盤５００と追跡装置制御盤７０は、それぞれ無線通信モジュール
、ＴＣＰ／ＩＰ通信モジュール、ＲＦ通信モジュール又はブルートゥース通信モジュール
のどちらかを具備していて、前記無線通信モジュールを介して太陽方位角に対応する太陽
光モジュール組立体１０と太陽電池センサー装置３００の作動状態を運用者が遠隔でモニ
タリングして、前記ＴＣＰ／ＩＰ通信モジュール、ＲＦ通信モジュール又はブルートゥー
ス通信モジュールを介して太陽方位角に従って太陽光モジュール組立体１０と太陽電池セ
ンサー装置３００が太陽を追従できない誤作動時に前記統合制御盤５００と追跡装置制御
盤７０とを遠隔制御することができるという特徴を有している。
【００３７】
よって、従来のように運用者が台風発生時に太陽光モジュール組立体を水平になるように
して、雪が降る時に太陽光モジュール組立体を垂直になるようにして、維持補修のための
作動状態を点検するなどの作業を現場で直接する必要がなくなるものである。
【００３８】
そして、本発明の太陽光モジュール組立体１０は、図２に示すように、従来１２個の太陽
電池板で構成されたものを４列×４行の行列配列の太陽電池板１６個で従来、２０％以上
増加させて構成して、太陽光発電を極大化することができるようにする一方、図３に示す
ように、太陽電池板１６個で構成された太陽光モジュール組立体（１)(２)(３)(４)(５)(
６)を６個(しかし、少なくとも６個、すなわち６個以上も可能である)を含んで一つの太
陽光追跡装置を構成するが、６個の太陽光モジュール組立体の中間である３番目と４番目
の太陽光モジュール組立体３、４との間に、図５に示す高トルクの動力駆動装置２０を設
置して、一度に６個の太陽光モジュール組立体を効率的に駆動させることができるように
構成されている。
【００３９】
本発明の地面面積当たりの最大の太陽光発電量を極大化するために、２０％以上の重量を
増加させた太陽光モジュール組立体(１)(２)(３)(４)(５)(６)は、図３と図４に示すよう
に、高トルクの動力駆動装置２０の駆動トルクが伝達する太陽光モジュール組立体調整軸
７に支持されて固定され、前記太陽光モジュール組立体調整軸７は、Ａ字形支持台９に支
持されて、前記支持台９は、太陽光モジュール組立体の堅固な支持のために地面のコンク
リート構造物８に固定設置される。
【００４０】
図４は、図３の太陽光追跡装置の側面図であり、多数個の太陽光モジュール組立体１〜６
が３０゜〜１５０゜の駆動角範囲で駆動が可能であることを見せてくれるものであり、こ
の太陽光モジュール組立体は、追跡装置制御盤７０によって３０゜〜１５０゜の駆動角範
囲でサーボ制御される。この時の駆動角は、高トルク動力駆動装置２０の一側面に取付け
た駆動角センサー装置５０によって検出される。
【００４１】
従来と違い２０％以上重量が増加された本発明の太陽光モジュール組立体を駆動させるた
めには、高トルク動力駆動装置２０が必要であるが、この高トルク動力駆動装置２０は、
前述したところのように多数個の太陽光モジュール組立体の多数個の中間に設置されて、
図５に示すように交流単相誘導機２１、冷却ファン２３、１次減速機２２、２次減速機３
５、３次ウォーム減速機２５、３０を含む。未説明符号３６は２次減速機治具である。
【００４２】
前記交流単相誘導機２１は、統合制御盤５００の制御信号に従って追跡装置制御盤７０の
サーボ制御によって駆動されて、前記冷却ファン２３は、交流単相誘導機２１に取付けて
交流単相誘導機で発生される熱を冷却して、前記交流単相誘導機２１には太陽光モジュー
ル組立体の駆動のための高トルクを発生して太陽光モジュール組立体に伝達するように１
次減速機２２、２次減速機３５、３次ウォーム減速機２５、３０が順次に連結されるが、
この３次ウォーム減速機のピニオン２５が２次減速機３５に、ピニオン２５にウォーム歯
車３０が順次連結されて最高の駆動トルクを発生するようになる。そして、前記ウォーム
歯車３０に太陽光モジュール組立体が固定設置された太陽光モジュール組立体調整軸７が
設置される。
【００４３】
前記３次ウォーム減速機のピニオン２５を固定するための構成として、ウォームギア上部
固定台２４、ウォームギア左側固定台２６、ウォームギア右側固定台２７、ウォームギア
左側覆い２８とウォームギア右側覆い２９を図５に示す。３次ウォーム減速機のピニオン
２５の動力は、ウォーム歯車３０に５５:１のギア比で伝達して、ウォーム歯車３０は、
動力伝達回転軸３１及び動力伝達軸３３と結合されて動力伝達軸固定ホール３２に挿入さ
れる固定ピンによって締結される。
【００４４】
そして、図６と図７に示すように、図２に示す太陽光モジュール組立体調整軸７は、動力
伝達軸３３の左側動力伝達固定ホール３７と右側動力伝達固定ホール３８に締結されて太
陽光モジュール組立体を駆動するようになる。前記した高トルクの動力駆動装置２０は、
ベース板３４に固定される。
【００４５】
前記高トルクの動力駆動装置２０は、増加された負荷の駆動力を提供するためのものであ
り、従来の直流モーター適用時に付随的に必要なスイッチングモードパワーサプライ(Ｓ
ＭＰＳ)が必要なしに動力を発生することができる交流単相誘導機２１を適用することで
駆動消費電力を最小化することができるし、原価低減効果と太陽光追跡装置の耐久性を向
上することができるものである。
【００４６】
図８と図９に示すように、太陽光モジュール組立体の回転角サーボ制御のためには太陽光
モジュール組立体の絶対的な駆動角を検出する駆動角センサー装置５０を動力駆動装置２
０に設置する必要がある。前記駆動角センサー装置５０は、センサーピニオン５１とセン
サーウォーム歯車５２と、駆動角センサー５９と、を含む。
【００４７】
前記センサーピニオン５１は、動力駆動装置２０の３次ウォーム減速機のピニオン２５と
連結されて、前記センサーウォーム歯車５２は、センサーピニオン５１に連結されて、前
記駆動角センサー５９は、センサーウォーム歯車５２の回転軸に設置される。前記駆動角
センサー５９によって検出された駆動角は、前記追跡装置制御盤７０を介して統合制御盤
５００に無線通信によって送信される。
【００４８】
このように動力駆動装置２０の動力伝達軸３３と同一なギア比(５５:１)を有した駆動角
センサー装置５０を３次ウォーム減速機のピニオン２５に締結して太陽光モジュール組立
体の駆動角を連続的な絶対角で測定することができる。
【００４９】
すなわち、ピニオン２５とウォーム歯車３０のギア比は、５５:１であるので、これと同
一にセンサーピニオン５１とセンサーウォーム歯車５２のギア比を５５:１にするように
なれば、太陽光モジュール組立体が締結された動力伝達軸３３の駆動角とセンサーウォー
ム歯車５２の駆動角は、絶対的に同一になる。このためにピニオン２５にセンサーピニオ
ン５１を締結してピニオン左側固定回転軸受け５３とピニオン右側固定回転軸受け５４に
よって円滑に回転するように構成する。
【００５０】
図８でセンサーピニオン５１は、センサーウォーム歯車５２に回転比を伝達して、このセ
ンサーウォーム歯車５２は、図９のウォーム歯車上側固定軸受け５５とウォーム歯車下側
固定回転軸受け５６とによって円滑に回転される。また、センサーウォーム歯車５２の回
転軸には３６０゜感知が可能な駆動角センサー５９が締結されて絶対的な回転角を検出す
ることができる。
【００５１】
本発明の太陽電池センサー装置３００は、図１０と図１１に示すように、ステップ駆動モ
ーター３２０と、太陽電池回転軸３６０と、回転角センサー３３０と、太陽電池３１０と
、支持台３８０、３９０を有したベース板４００と、ケース３４０と、透明半球体４１０
、及び防水コネクタ４２０で構成される。
【００５２】
前記ステップ駆動モーター３２０は、最大照度で入射される太陽光の入射角を測定するた
めに前記太陽電池３１０が３０゜〜１５０゜範囲の照度値をスキャニングすることができ
るように回転力を提供して、前記太陽電池回転軸３６０は、前記ステップ駆動モーター３
２０の回転力が伝達されて、前記回転角センサー３３０は、太陽光照度値に対応する方位
角を測定して、前記太陽電池３１０は、前記太陽電池回転軸３６０に設置されて太陽光照
度値を測定して、前記ベース板４００には前記ステップ駆動モーター３２０、太陽電池回
転軸３６０及び回転角センサー３３０が設置される左側支持台３８０と右側支持台３９０
が設置されて、前記ケース３４０は、前記ステップ駆動モーター３２０、太陽電池３１０
、太陽電池回転軸３６０及び回転角センサー３３０の部品を囲んで保護するように前記ベ
ース板４００に設置されて、前記透明半球体４１０は、ケース３４０の上部に設置されて
内設された前記部品を浸水及び湿度から保護して、前記防水コネクタ４２０は、統合制御
盤５００からの電源と前記ステップ駆動モーター３２０制御信号入力と前記回転角センサ
ー３３０の出力信号をインターフェースするための電線を連結するために前記ケース３４
０に設置される。未説明符号３５０は、ケース３４０をベース板４００に固定するボルト
で構成された固定台である。
【００５３】
図１２は、本発明の統合制御盤による太陽方位角測定構成図であり、図１３は、本発明の
統合制御盤の回路図であり、図１４は、本発明の太陽光モジュール組立体の駆動角サーボ
制御構成図であり、図１５は、本発明の追跡装置制御盤の回路図である。
【００５４】
図１２に示すように、太陽電池センサー装置３００は、太陽方位角における太陽光照度値
を測定して最大に入射される太陽方位角を検出するための装置であり、周期的に３０゜〜
１５０゜範囲の太陽電池回転角制御信号５１１が入力されて、回転角演算機５２１によっ
て回転角センサー５７０によって検出されて増幅された回転角信号５８０と太陽電池回転
角制御信号５１１が比較演算されて、これによる太陽電池の回転角誤差値は、ＰＩＤ(比
例-積分-微分)サーボ制御機５３０によって補償されてステップ駆動モータードライバー
５４０に印加されて、このステップ駆動モータードライバー５４０がステップ駆動モータ
ー５５０を駆動して、この時の回転角５６０は、回転角センサー５７０によって検出され
て回転角演算機５２１にフィードバックされる。
【００５５】
ステップ駆動モーター５５０に固定された太陽電池５９０の回転角は、ステップ駆動モー
ター５５０によって制御されて、太陽電池５９０の回転角変位ごとに連続的に照度値６０
０をスキャニングすることで回転角に対応する最大の太陽光照度値を検出することができ
る。
【００５６】
図１３は、図１２の最大照度値を検出するための統合制御盤５００の回路図として、運用
者によって選択される手動/自動モード選択スイッチＳＷ１と、時間帯別太陽方位角をリ
アルタイムで測定するための周期が設定されたリアルタイムカウンター(ＤＳ１３０７)Ｕ
５と、運用者によって選択された自動モード選択スイッチを介して太陽電池センサー装置
３００の回転角が入力される第１バッファー回路Ｕ２と、前記手動/自動モード選択スイ
ッチの選択によって前記回転角において太陽電池センサー装置３００によって測定された
太陽光照度値が入力される第２バッファー回路Ｕ３と、前記第１、２バッファー回路の回
転角と太陽光照度値の入力を受けて太陽電池センサー装置３００にダーリントントランジ
スターＵ７、Ｕ８を介して回転角制御信号を出力して、前記太陽光照度値に対応する太陽
方位角と前記リアルタイムカウンターの設定周期に従ってリアルタイムで計測されて入力
される太陽方位角を比較分析して算出された最大太陽方位角に対応する駆動角制御信号を
出力するマイコンＵ１と、前記出力された駆動角制御信号を追跡装置制御盤７０に遠隔送
信する無線通信モジュールＵ９と、該無線通信モジュールＵ９を介して追跡装置制御盤７
０から交流単相誘導機の相電流と太陽光モジュール組立体の駆動角が遠隔受信されて保存
されるメモリーＵ６と、及び前記マイコンＵ１が読み込んで出力するメモリーＵ６の相電
流と駆動角データを運営者に遠隔送信するＴＣＰ／ＩＰ通信モジュールＵ１１を含む。
【００５７】
統合制御盤５００は、前記手動/自動モード選択スイッチＳＷ１である第１スイッチだけ
ではなく、初期位置角太陽光モジュール組立体の水平位置角補正モードスイッチＳＷ２で
ある第２スイッチとリアルタイム時間セッティングモードスイッチＳＷ３である第３スイ
ッチをさらに具備する。また、ケース外部に取付けた前記第１、２、３スイッチの選択信
号は、コネクタＷ２を介してマイコンＵ１に入力される。
【００５８】
前記水平位置角補正モードスイッチＳＷ２は、回転角センサー３３０を太陽電池センサー
装置３００に設置した後、初期の太陽光モジュール組立体の水平角を初期認識させるため
の目的で使用される。この時に回転角センサー３３０は、駆動角センサー装置５０の駆動
角センサー５９と同一な容量を使用することで各変位に対応する絶対的に同一な回転角を
出力する。
【００５９】
すなわち、回転角センサー３３０は、太陽電池センサー装置３００の太陽電池回転角と駆
動角センサー装置５０の駆動角を同一な角になるように設定する機能をする。前記リアル
タイム時間セッティングモードスイッチＳＷ３は、統合制御盤５００の時間設定のための
もので初期に時間を設定する。
【００６０】
前記スイッチ１、２、３の信号は、プルアップ抵抗によってマイコンＵ１に印加される。
２２０ＶＡＣ電源コネクタＷ１によって入力されて変圧器ＴＳ１とブリッジダイオードＵ
１５によって直流平滑電源に変換されて、各回路駆動に好適な電源を供給するために＋１
５ＶＤＣレギュレーターＵ１３と＋５ＶＤＣレギュレーターＵ１４によって＋１５ＶＤＣ
、＋５ＶＤＣ電源がステップ駆動モーター３２０、マイコンＵ１に提供されて、また、＋
３．６ＶＤＣレギュレーターＵ１２によって無線通信モジュールＵ９とＴＣＰ／ＩＰ通信
モジュールＵ１１に電源が供給される。
【００６１】
前記マイコンＵ１は、ステップ駆動モーター３２０の回転角を制御するためにダーリント
ントランジスターＵ７、Ｕ８とコネクタＷ６、Ｗ７を利用して、太陽電池センサー装置３
００のステップ駆動モーター３２０に回転角制御信号を出力する。また、アナログ入力信
号をマイコンＵ１のアナログ-デジタル変換器に入力して周辺環境要因を計測するための
機能を提供する。
【００６２】
すなわち、アナログ入力信号である太陽電池の回転角を検出するためにコネクタＷ３に回
転角センサーを連結して第１バッファー回路Ｕ２によって回転角を信号処理して、アナロ
グ入力信号である太陽電池出力信号をコネクタＷ４を介して第２バッファー回路Ｕ３に入
力して、第２バッファー回路Ｕ３によって照度値を信号処理して、付加的に台風によって
太陽光モジュール組立体を保護するためにアナログ入力信号である風速計出力信号をコネ
クタＷ５を介して第３バッファー回路Ｕ４に入力して、第３バッファー回路Ｕ４によって
風速の強さを信号処理する。また、オシレーターＵ１６によってマイコンＵ１にクロック
信号を印加する。
【００６３】
無線通信モジュールは、最適の太陽方位角を受信して、太陽光モジュール組立体に駆動角
制御信号と天災地変の発生時、すなわち、台風又は火事の時に太陽光モジュール組立体を
水平で姿勢を維持するための制御信号を送信して、太陽光モジュール組立体の駆動角と交
流単相誘導機の作動状態の受信機能を有する。
【００６４】
前記無線通信モジュールＵ９は、ＲＳ２３２Ｃモジュールであり、ＴＣＰ／ＩＰ通信モジ
ュールＵ１１とインターフェースＩＣＵ１０によってインターフェースされる。前記無線
通信モジュールであるＲＳ２３２Ｃ Ｕ９は、コネクタＷ８によって運用者のコンピュー
ターと有線で連結されて運用者が統合制御盤の作動状態を遠隔モニタリングすることがで
きる機能を提供する。
【００６５】
また、運用者が前記ＲＳ２３２Ｃモジュール(Ｕ９)とインターフェースＩＣ Ｕ１０によ
ってインターフェースされたＴＣＰ／ＩＰ通信モジュールＵ１１を利用して、遠距離で統
合制御盤５００を遠隔制御することができる機能を提供する。また、交流単相誘導機の相
電流と太陽光モジュール組立体の駆動角情報をメモリーＵ６に保存して、遠隔モニタリン
グ作動時に前記メモリーのデータを送信する。
【００６６】
図１４は、太陽光モジュール組立体の駆動角サーボ制御構成図であり、ここに示すように
、６個以上の太陽光モジュール組立体の駆動角を制御するために追跡装置制御盤７０は、
駆動角サーボ制御を遂行して、手動/自動モード選択機１４０によって自動モードと手動
モードが提供される。
【００６７】
自動モードは、太陽光発電時に使用されるモードで統合制御盤５００から受信した駆動角
制御信号１１０を受信して、太陽光モジュール組立体の駆動角サーボ制御機能を遂行する
ためのものであり、統合制御盤５００の駆動角制御信号１１０と駆動角センサー２１０に
よって検出されて増幅された太陽光モジュール組立体の駆動角出力信号２２０が駆動角演
算機１２０によって比較演算されて、これによる太陽光モジュール組立体の駆動角誤差値
は、ＰＩＤサーボ制御機１３０の比例-積分-微分制御遂行によって補償されて、手動/自
動モード選択機１４０によって交流単相誘導機ドライバー１５０に印加されて交流単相誘
導機１７０を駆動して太陽光モジュール組立体を駆動するための駆動角２００が電源リレ
ー１８０のＢ接点を介して出力される。
【００６８】
この時に交流単相誘導機１７０の相電流は、電流センサー１６０によって検出されて相電
流基準値２３０と比べて、この相電流基準値より大きければ電源リレー１８０の接点をＢ
接点からＡ接点に切り替えて交流単相誘導機１７０が太陽光モジュール組立体を駆動する
動力を遮断するようになる。
【００６９】
手動モードは、太陽光追跡装置の維持補修時に使用されるモードで運用者が手動/自動モ
ード選択機１４０の人為的なスイッチ操作によって選択されて太陽光モジュール組立体の
駆動角を開放制御する機能を遂行するためのものであり、手動/自動モード選択機１４０
のスイッチ操作によって手動モードに切り替えて人為的に駆動命令を交流単相誘導機ドラ
イバー１５０に印加することで交流単相誘導機１７０を駆動制御して太陽光モジュール組
立体の駆動角出力を制御する。
【００７０】
図１５は、駆動角サーボ制御を具現するための追跡装置制御盤の回路図であり、運用者に
よって選択される手動/自動モード選択スイッチＳ１と、運用者によって手動/自動モード
選択スイッチＳ１の自動モードが選択されると駆動角センサー装置から検出された太陽光
モジュール組立体の駆動角が入力されるバッファー回路Ｊ２と、統合制御盤から遠隔送信
された駆動角制御信号を遠隔受信する無線通信モジュールＪ５、Ｊ６と、前記駆動角と交
流単相誘導機の相電流が保存されるメモリーを内蔵しているし、前記バッファー回路Ｊ２
を介して入力された駆動角と前記無線通信モジュールＪ５、Ｊ６を介して入力された駆動
角制御信号から算出された値に従って太陽光モジュール組立体のＰＩＤサーボ制御のため
のサーボ制御信号を正方向リレーＫ１と逆方向リレーＫ２を介して動力駆動装置２０の交
流単相誘導機に出力して太陽光モジュール組立体の駆動角を制御するマイコンＪ１と、該
マイコンＪ１のメモリーに保存された駆動角と交流単相誘導機の相電流データを運営者に
遠隔送信するＲＦ通信モジュール又はブルートゥース通信モジュールＪ７を含む。
【００７１】
前記手動/自動モード選択スイッチＳ１である第１スイッチだけではなく、初期位置角太
陽光モジュール組立体の水平位置角補正モードスイッチＳ２である第２スイッチとリアル
タイム時間セッティングモードスイッチ(Ｓ３)である第３スイッチがさらに具備されてい
る。また、ケース外部に取付けた前記第１、２、３スイッチの選択信号は、コネクタＰ５
を介してマイコンＪ１に入力される。
【００７２】
前記水平位置角補正モードスイッチＳ２は、太陽光モジュール組立体の駆動角センサー５
９を高トルク動力駆動装置２０に設置した後初期の太陽光モジュール組立体の水平角を初
期認識させるための目的で使用される。前記リアルタイム時間セッティングモードスイッ
チＳ３は、追跡装置制御盤７０の時間設定のためのものであり、初期に時間を設定する。
前記スイッチ１、２、３の信号は、プルアップ抵抗によってマイコンＪ１に印加される。
【００７３】
交流単相誘導機に電源を供給するために２２０ＶＡＣは、コネクタＰ１を介して正方向リ
レーＫ１と逆方向リレーＫ２に印加されて、コネクタＰ４を介して交流単相誘導機に結線
される。付加的にリレー駆動ＩＣ Ｊ４は、リレーを励磁するための目的で使用される。
【００７４】
変圧器ＴＳ２とブリッジダイオードＪ１１によって直流平滑電源に変換されて、バッファ
ー回路Ｊ２とマイコンＪ１に＋１５ＶＤＣレギュレーターＪ８と＋５ＶＤＣレギュレータ
ーＪ９によって＋１５ＶＤＣと＋５ＶＤＣ電源が供給される。また、＋３．６ＶＤＣレギ
ュレーターＪ１０によって無線通信モジュールＪ５、Ｊ６とＲＦ通信モジュール又はブル
ートゥースモジュールＪ７に電源が印加される。前記無線通信モジュールＪ５、Ｊ６は、
ＲＳ２３２ＣモジュールＪ５とＲＳ２３２ＣモジュールＪ６で構成されてＲＦ通信モジュ
ール又はブルートゥースモジュールＪ７とインターフェースＩＣ Ｊ１３によってインタ
ーフェースされる。
【００７５】
前記無線通信モジュールであるＲＳ２３２ＣモジュールＪ５とＲＳ２３２ＣモジュールＪ
６は、コネクタＰ２を利用して運用者のコンピューターと有線で連結されて運用者が追跡
装置制御盤７０の作動状態を遠隔モニタリングすることができる機能を提供する。
【００７６】
また、運用者が前記ＲＳ２３２Ｃモジュール(Ｊ５、Ｊ６)とインターフェースＩＣ Ｊ１
３によってインターフェースされたＲＦ通信モジュール又はブルートゥースモジュールＪ
７を利用して追跡装置制御盤７０を遠隔制御することができる機能を提供する。
【００７７】
太陽光モジュール組立体の誤作動で交流単相誘導機１７０が継続的に作動するようになれ
ば、バッファー回路Ｊ２は、電流センサーコネクタＰ３の入力信号を利用して交流単相誘
導機１７０の相電流を検出して作動時間と相電流基準値を比べて太陽光モジュール組立体
の誤作動を判断することができる。
【００７８】
一方、前記統合制御盤５００から無線通信モジュールＪ５、Ｊ６を介して遠隔受信されて
入力された駆動角制御信号の正確性と信頼性を検証するために前記追跡装置制御盤７０は
、時間帯別太陽方位角をリアルタイムで測定するための周期が設定されたリアルタイムカ
ウンター(ＤＳ１３０７)Ｊ３をさらに具備している。
【００７９】
前記統合制御盤５００のマイコンＵ１は、最大太陽方位角に対応する駆動角制御信号だけ
ではなく、最大太陽方位角も無線通信モジュールＵ９を介して追跡装置制御盤７０に遠隔
出力して、前記追跡装置制御盤７０のマイコンＪ１は、前記無線通信モジュールＪ５、Ｊ
６を介して遠隔受信された最大太陽方位角と前記リアルタイムカウンター(ＤＳ１３０７)
Ｊ３を利用してリアルタイムで方位角計算式によって計算されて測定された太陽方位角を
比較分析して検証された駆動角制御信号のみを高トルク動力駆動装置２０の交流単相誘導
機２１に出力して制御する。
【００８０】
図１６は、本発明の統合制御盤と追跡装置制御盤の制御流れ図であり、図１７は、本発明
の太陽電池センサー装置の太陽方位角に対応する応答特性図であり、x軸は、太陽方位角
、y軸は、太陽電池センサー装置の測定照度値を示して、図１８は、本発明の太陽光モジ
ュール組立体の時間応答駆動特性図であり、x軸は、時間、y軸は、太陽光モジュール組立
体の駆動角を示す。
【００８１】
図１６は、統合制御盤５００と追跡装置制御盤７０との間の円滑な遠隔制御及び遠隔モニ
タリングを具現するための制御プログラムを示す。図１６に示すように、統合制御盤５０
０は、太陽電池センサー装置３００から３０゜〜１５０゜範囲の太陽光照度値を測定８０
０して、駆動角センサー装置５０が検出した駆動角に対応して計測された太陽光照度値を
分析８１０して最大照度値の駆動角範囲を設定して、方位角計算式８２０によってリアル
タイムで算出された太陽方位角と最大照度値の駆動角範囲の比較分析８３０を介して太陽
光モジュール組立体の駆動角制御信号を計算８５０して、この駆動角制御信号を無線通信
モジュールを利用して追跡装置制御盤７０に無線送信８６０する。
【００８２】
一方、前記統合制御盤５００は、太陽光モジュール組立体の駆動角と交流単相誘導機の相
電流を計測したデータを前記追跡装置制御盤７０から無線受信８４０して駆動角制御信号
に従って太陽光モジュール組立体が太陽光を追従するように駆動角制御信号を前記追跡装
置制御盤７０に送信するか、又は前記交流単相誘導機が過電流状態なら前記太陽光モジュ
ール組立体の駆動を中止させる制御信号を前記追跡装置制御盤に送信する。
【００８３】
そして、追跡装置制御盤７０は、前記統合制御盤５００から駆動角制御信号を受信９００
して、駆動角センサー装置５０によって計測された駆動角との誤差分を計算して、この計
算によるＰＩＤ(比例-積分-微分)サーボ制御による補償演算を遂行９１０して交流単相誘
導機を駆動９２０して、太陽光モジュール組立体の駆動制御９３０を遂行するが、この時
交流単相誘導機の相電流９４０と太陽光モジュール組立体の駆動角を計測してサーボ位置
角制御を具現する。
【００８４】
太陽光モジュール組立体が駆動角制御信号９５０に従って追従不能による誤作動時、追跡
装置制御盤７０は、太陽光モジュール組立体の駆動角と交流単相誘導機の相電流信号を統
合制御盤に無線送信９６０する。これによって、運用者が遠隔モニタリングによってＴＣ
Ｐ／ＩＰ通信モジュールを介して、太陽光追跡装置の異常状態を確認して応急措置を取る
ことができる。
【００８５】
図１７は、本発明による太陽電池センサー装置３００を利用して２４．３゜〜１５３゜の
太陽方位角を連続的にスキャニングした照度値特性曲線である。例えば、最大照度値であ
る時７２．３゜の太陽方位角を検出すると、統合制御盤５００は、多数の太陽光追跡装置
の追跡装置制御盤７０に駆動角制御信号を送信するようになる。本発明の太陽電池センサ
ー装置３００は、特性曲線のように最適の太陽光方位角を検出することができる。
【００８６】
図１８は、太陽光モジュール組立体の時間応答駆動特性図であり、初期位置３０゜で９０
゜の駆動角制御信号が印加された場合に追従する駆動特性である。駆動角センサー装置５
０を利用することで、精密な駆動角サーボ制御が具現されることを確認することができる
。
【００８７】
この結果から分かることができるように追跡装置制御盤７０は、統合制御盤５００から最
適の駆動角制御信号を受信して精密に駆動角サーボ制御を遂行することで、太陽光発電効
率を５〜１０％程度向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の全体模式図である。
【図２】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の１個の太陽光モジュール組立体の平面図である。
【図３】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の太陽光追跡装置の正面図である。
【図４】図３の本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の側面図及び駆動角作動範囲図である。
【図５】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の動力駆動装置の技術構成を示した正面詳細図である。
【図６】図５の動力駆動装置の右側面図である。
【図７】図５の動力駆動装置の左側面図である。
【図８】図５の駆動角センサー装置の拡大図である。
【図９】図７の駆動角センサー装置の拡大図である。
【図１０】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の太陽電池センサー装置の外観斜視図である。
【図１１】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の太陽電池センサー装置の内部構造斜視図である。
【図１２】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤による太陽方位角測定構成図である。
【図１３】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の統合制御盤の回路図である。
【図１４】本発明の太陽光サーボ制御追跡装置の太陽光モジュール組立体の駆動角サーボ制御構成図である。
【図１５】本発明の追跡装置制御盤の回路図である。
【図１６】本発明の統合制御盤と追跡装置制御盤の制御流れ図である。
【図１７】本発明の太陽電池センサー装置の太陽方位角に対応する応答特性図である(x軸:太陽方位角、y軸:太陽電池センサー装置の測定照度値)。
【図１８】本発明の太陽光モジュール組立体の時間応答駆動特性図である(x軸:時間、y軸:太陽電池モジュール組立体駆動角)。
【符号の説明】
【００８９】
１、２、３、４、５、６、１０  太陽光モジュール組立体
７  太陽光モジュール組立体調整軸
８  コンクリート構造物
９  支持台
２０  動力駆動装置
２１、１７０  交流単相誘導機
２２  １次減速機
２３  冷却ファン
２４  ウォームギア上部固定台
２５  ピニオン
２６  ウォームギア左側固定台
２７  ウォームギア右側固定台
２８  ウォームギア左側覆い
２９  ウォームギア右側覆い
３０  ウォーム歯車
３１  動力伝達回転軸
３２  動力伝達軸固定ホール
３３  動力伝達軸
３４  ベース板
３５  ２次減速機
３６  ２次減速機治具
３７  左側動力伝達固定ホール
３８  右側動力伝達固定ホール
５０  駆動角センサー装置
５１  センサーピニオン
５２  センサーウォーム歯車
５３  ピニオン左側固定回転軸受け
５４  ピニオン右側固定回転軸受け
５５  ウォーム歯車上側固定回転軸受け
５６  ウォーム歯車下側固定回転軸受け
５９、２１０  駆動角センサー
６０  ケース
７０  追跡装置制御盤
１１０  駆動角制御信号
１２０  駆動角演算機
１３０、５３０  ＰＩＤサーボ制御機
１４０  手動/自動モード選択機
１５０  交流単相誘導機ドライバー
１６０  電流センサー
１８０  電源リレー
１９０  電流比較機
２００  駆動角
２２０  駆動角出力信号
２３０  相電流基準値
３００  太陽電池センサー装置
３１０、５９０  太陽電池
３２０、５５０  ステップ駆動モーター
３３０、５７０  回転角センサー
３４０  ケース
３６０  太陽電池回転軸
３７０  太陽電池固定台
３８０  左側支持台
３９０  右側支持台
４００  ベース板
４１０  透明半球体
４２０  防水コネクタ
５００  統合制御盤
５１１  太陽電池回転角制御信号
５２１  回転角演算機
５４０  ステップ駆動モータードライバー
５５０  ステップ駆動モーター
５６０  回転角
５８０  回転角信号
６００  照度値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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