일반기술

태양추적제어기 및 효율 상승을 위한 반사판의 구조

대체에너지 중에서 태양에너지에 관하여 세계적으로 개발이 활발이 추진되고 있다. 그러나 태양에너지의 여러 가지 장점에도 불구하고 간혈적인 수집으로는 경쟁력이 없다. 이를 보완하기 위해 태양추적제어 방법이 필요로 하다. 이러한 방법에는 크게 센스방식과 프로그램방식이 있으며 좌표방식이 있지만 이것은 실용성이 없어 설명을 배제한다. 전자의 센스방식은 그 구조가 간단하고 개발비용이 적게 든다는 장점이 있으나 먼지로 인한 오작동과 기상상태 및 여러 가지 요인에 의해 영향을 많이 받아 실용상에 문제점이 노출된다 한 예로 오전 10시에 구름이나, 비가 와서 오후 2시에 개었다면 추종가능범위가 협소하여 추적 자체가 어려워 보통 원위치(home position)으로 귀환하도록 되어 있다. 이러한 센스방식은 오래 전부터 대기업은 물론이고 대학 및 벤춰기업, 개인이 수두룩하게 출원해 놓은 상태이나 거의 상용화를 못하고 있다.프로그램방식은 개발비가 센스방식보다 더 들어가지만 센스의 문제점을 완벽한 해결이 가능하다. 이방식은 태양의 고도와 방위를 추적하는데 50여 가지의 이론이 있고 또한 어떤 이론을 접목해서 정밀도를 유지하느냐에 달려 있다. 상기의 추적방식은 태양에너지를 일차적으로 얻는 고정식에 비해 하루 평균 40%의 이득이 있고, 연평균 70%의 이득이 있는 것으로 되어 있지만 이것만으로 사업성과 상업성이 결여 되어 있어 이 시스템에 태양에너지를 기존고정식의 최소 6배(600%) 획기적으로 얻을 수 있도록 반사판의 구조를 미국이나 기타 선진국에서 주로 하는 포물선 구조가 아닌 평면형으로 설치를 하여 태양에너지 손실이 없도록 해 놓았으며, 앞으로 국제적으로 치열해질 기후변화협약에 능동적 대처는 물론이고 이 시스템으로 보다 많은 에너지 대체 효과가 있으리라 생각된다.이 시스템에 적용된 이론의 90%정도가 현재 특정한 분야에서 사용되어지며, GPS가 나오기 전까지만 하여도 군사적으로 사용될 만큼 정밀한 이론을 접목하였으며, 컴퓨터와 공작기계의 발달과 더불어 독보적인 기술을 유지하리라 믿는다. 이 기술은 크게 이론, 프로그램, 자동제어, 하드웨어, 반사판의 구조로 나누어져 있지만. 메카트로닉스분야라고 할 수 있다.이것은 임의의 시각, 임의의 장소에서 기상에 관계없이 심지어 비가 오는 날씨에도 태양의 방위와 고도를 정확하게 추적할 수 있는 장점이 있다. 실제 모 대학의 기자제로 측정을 하여 실험값의 정밀도는 방위 및 고도의 오차가 각 각 zero이며 이는 타의 추종을 불허한다. 이 시스템과 더불어 반사판의 구조는 태양에너지를 일차적으로 얻는 태양집열기, 태양가로등, 태양광발전, 태양열발전 등에 획기적인 발전이 있으리라 기대된다. 예를 들어 태양열분야에서 이것의 응용분야는 진공집열기를 사용할 경우 약 섭씨 600도 이상의 엄청난 고온을 생산할 수가 있으며, 온수급탕 및 난방, 농촌온실, 대중목욕탕, 모텔 등 숙박업소, 양어장, 자연채광, 산업현장 그 응용분야가 많으며, 이러한 고온은 태양열발전에도 사용될 수 있다.태양광발전은 태양광선을 태양광모듈에 고정식의 6배(600%)를 입사시킨다고 할지라도 현재 태양입사량과 전기출력과의 상관관계에 대한 우리나라에 데이타가 없어 어느 정도의 출력을 할 수 있는지 단언할 수가 없지만, 태양광선의 입사량과 출력과의 꼭 비례는 하지 않는 다고 할지라도 태양전지모듈의 획기적인 감소와 더불어 상당한 량의 전기를 생산할 수 있으리라 믿으며, 필요에 따라 이 태양추적시스템을 사용하지 않고도 반사판 상하 2장만으로도 기존의 고정식보다 배에 가까운 전기를 생산하리라 유추된다. 이것은 태양광가로등에 이용될 수가 있다.