Study on Solar Tracker Control Method using AC Motor and CdS Sensor

Recently, the solar tracker has been used to improve the efficiency of solar energy. Solar tracking technologies are classified into the sensor-based method, the program-based method, and the hybrid method. Solar trackers using an AC motor and CdS sensor are low in cost, but the precision of the positions is low, owing to the inertia of the motor and the scattering of sunlight. To compensate for the low precision, we implement a CdS sensor module and propose an AC motor control method using error value. To evaluate the performance of the solar tracker, we implemented a solar water heater. From the experimental results, the solar tracker can achieve ${\pm}2mm$ accuracy for sun, can satisfy ${\pm}15mm$ as a limited error value, and provides a 32% performance enhancement in KSB8202 criteria.

AC 모터 및 CdS 센서를 이용한 태양 추적 장치 제어 방법에 관한 연구

최근 태양 에너지의 효율을 높이기 위해 사용되는 태양 추적 장치의 태양 추적 방법으로는 센서 방식, 프로그램 방식, 센서와 프로그램을 결합한 프로그램 혼합식으로 나눌 수 있다. 센서 방식 태양 추적 방법에서 AC 모터 및 CdS 센서를 이용한 태양 추적 장치는 저렴한 가격으로 제작이 가능하지만 모터 정지 시 발생하는 관성에 의한 오차 및 태양 빛의 산란에 의한 오차로 인해 위치 정밀도가 낮은 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 태양의 위치를 판단하는 CdS 센서 모듈 설계 방법과 추적 시 발생하는 오차를 미리 측정하여 그 값을 추적 제어 시 이용하는 제어 방법을 통해 위치 정밀도를 높이는 방법에 대해 제안하였다. 또한, 태양 추적 장치의 성능을 평가하기 위해 태양열 온수기를 구현하여 효율 향상 측면과 위치 정밀도 측면에서 실험을 진행하였다. 실험 결과, 위치 정밀도 실험에서는 ${\pm}2mm$의 위치 정밀도를 나타내 태양열 온수기의 허용 오차인 ${\pm}15mm$를 만족하였으며, 효율 향상 실험에서는 국내 온수기 인증 기준인 KSB8202 대비 32%의 효율 향상을 가져왔다.