Abstract
The dinger in solar generation is the amount of sunlight which the solar cells absorb. Various types of solar trackers, which rotate themselves in order to make the solar cells face the sun as much as possible, have been developed, and especially the method of tracking with two axes has greatly contributed in increasing the generation amount at work sites. Among theses 2-axis solar trackers, the inclination-dependent 2-axis solar tracker are widely utilized for its advantages of requiring less initial investment and easy maintenance due to a solid structure. However, the drawback is that the generation efficiency is relatively low because of the structural restriction that limits the rotation angle, thus making it less efficient when tracking the sun. This paper proposes a method to increase the generation efficiency of the inclination-dependent 2-axis solar tracker. It also contains the derived equations needed for precise controlling along with a method to keep tracking with the other axis even when one has reached its angle limit. To confirm that the proposed method increases the amount of incidence onto the solar cells, formulas needed for operation on the proposed method and tracking the exact position of the sun are derived, and applying this to the quarterly data of Korea Astronomy and Space Science Institute it shows maximum over 11.1% more incidence compared to existing methods.
태양광 발전에서, 태양전지가 받는 태양광량은 발전량에 영향을 주는 가장 중요한 요소이다. 태양전지를 최대한 태양과 마주보도록 회전시켜주는 다양한 형태의 추적식 태양광 발전기가 개발되었으며, 특히 태양의 위치를 2개의 회전축을 이용하여 추적하는 2축식 추적방식이 발전효율을 높이는데 크게 기여하고 있다. 이러한 2축식 태양광 추적식 발전기 중에 경사각 종속형 방식은 초기 투자비용이 비교적 저렴하고 견고한 구조로 유지보수가 용이하기 때문에 실제 발전 현장에서 널리 이용하고 있지만, 회전 각도가 제한적일 수밖에 없는 구조적 특성 때문에 태양을 추적하는데 한계가 있어 발전효율이 상대적으로 낮다. 본 논문은 경사각 종속 2축식 태양광 발전기의 발전효율을 높일 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해 정확한 제어에 필요한 수식을 유도하고, 한 개의 축이 제한 각도에 도달했을 때에도 그 나머지 축으로 계속 추종해가도록 한다. 제안된 방법이 태양 전지에 입사되는 태양광량이 더 많아짐을 입증하기 위해 정확한 태양의 추종 및 제안방식으로의 운용에 필요한 수식들을 유도하고, 이를 한국천문연구원의 각 분기별 데이터에 적용하여, 회전 제한각도에서 기존의 운용 방식과 비교한 결과로 최대 11.1% 이상의 태양광을 더 받을 수 있음을 확인한다.
