초록 ▼

1. 최종목표
본 연구의 최종목표는 디지털 제어 Turn & Tilt 시스템창호 개발, 태양광 전지 모듈 구성, 온도 및 태양전지 센서부 구성, 마이크로프로세서 중앙제어 장치 개발, 창호 각도 제어용 정밀구동 엑츄에이터 개발, 커넥터?인버터 및 콘센트 구성, 성능시험 및 Field Test 기술 등을 개발하고, 최종적으로 태양광을 응용한 에너지절약형 디지털 창호를 개발하는 것임.
2. 개발내용 및 결과
디지털 방식의 시스템창호를 개발하였음. 자동 개폐를 위하여 DC모터의 회전운동을 이송나사를 통해 직선운동으로 변환시

1. 최종목표
본 연구의 최종목표는 디지털 제어 Turn & Tilt 시스템창호 개발, 태양광 전지 모듈 구성, 온도 및 태양전지 센서부 구성, 마이크로프로세서 중앙제어 장치 개발, 창호 각도 제어용 정밀구동 엑츄에이터 개발, 커넥터?인버터 및 콘센트 구성, 성능시험 및 Field Test 기술 등을 개발하고, 최종적으로 태양광을 응용한 에너지절약형 디지털 창호를 개발하는 것임.
2. 개발내용 및 결과
디지털 방식의 시스템창호를 개발하였음. 자동 개폐를 위하여 DC모터의 회전운동을 이송나사를 통해 직선운동으로 변환시키고 연결쇠를 사용하여 이송나사의 운동을 힌지로 전달하여 힌지의 각도에 따라 창호가 개폐되도록 하였음. 또한 디지털 창호와 연계하여 사용할 수 있는 태양광 추적장치를 개발하였음. 태양광 추적장치는 상단부에 위치한 웜기어와 연결된 고도각 조절축은 집광판 하부의 삼각지지대와 직접 연결되어 고도각제어를 담당하고, 하단부에 위치한 웜기어의 방위각 조절축은주축관과 연결되어 방위각제어를 하는 것을 특징으로 하는 태양광추적 2축 제어 장치를 포함하도록 하였음. 고도각제어 수단은 집광판에 연결된 삼각지지대가 상기 상단부에 위치한 웜기어와 연결된 고도각 조절축과 연결되며, 제어범위는 최대 180°로 회전 제어됨을 특징으로 하였음. 그리고 방위각제어 수단은 상기 상부 베이스와 하부 베이스는 주축관과 볼트조립하며, 방위각 조절축도 볼트조립하며, 주 기어박스와는 회전분리와 축방향 하중을 지지하기위해 스러스트베어링을 설치하며, 상기 하단부에 위치한 웜기어는 고도 각 조절축과 연결되며, 제어범위는 최대 360°로 회전 제어됨을 특징으로 하였음.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
현재의 위치 및 시간, 방위각, 기울기 등의 자동 감지, 마이크로 프로세스로 구성된 중앙처리부에서 2개의 스텝모터 제어에 의한 태양광 추적장치 회전각도 제어, 시간 및 방위 각 등의 디스플레이 기능을 포함하는 제어 장치를 개발하였음. 개발한 장치는 GPS, 지자기센서, 기울기 센서, A/D 변환부, 마이크로 프로세스 중앙처리부, 디스플레이이 표시부, 스텝모터 제어기 등으로 구성되어있음.
○ 경제적 성과
창호의 시장규모는 매년 20% 이상의 고성장이 기대되며, 2010년 국내시장 규모는 6,000억원으로 추정되고 있음. 이번 연구를 통하여 디지털 방식으로 제어가능한 시스템 창호를 개발하고, 아울러 센서 및 마이크로프로세서 제어기술을 접목함으로서 태양광 추적장치와 연계한 에너지 절약형 시스템창호의 개발에 성공하였음. 신재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 향후 태양광 응용기술과 접목된 에너지 절약형 시스템창호가 시장을 주도할 것으로 예상되고 있는 가운데 본 연구개발의 성공적인 추진을 통해 앞으로 국내외 시스템창호 시장을 주도할 수 있을 것으로 기대됨.
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
이번 연구를 통하여 디지털 방식의 시스템 창호와 연계한 태양광 추적장치를 개발하였으며 향후 Field Test를 통해 신뢰성을 확보하게 될 것임. 양산성 및 A/S를 고려한 설계 보완 과정을 거친 후 국내외 전시회에 출품하고 건축업계와 긴밀한 연계를 통하여 사업화를 추진할 예정임. 특히 개발 제품은 고급 아파트, 오피스, 상업용 건축물 등의 신축 및 리모델링에 공급할 예정임.
4. 향후추진계획
이번 연구를 통하여 개발한 “태양광 추적장치를 포함하는 에너지 절약형 디지털 창호”는 (주)3지테크놀로지 서울사무소에 설치될 예정에 있으며 건축업체 및 가전업체와 연계하여 신재생에너지와 연계한 시스템창호 사업화를 추진하는데 활용할 것임. 또한 제품 상 용화를 지속적으로 추진하면서 국내외 전시회 출품을 비롯한 적극적인 홍보와 함께 고급 아파트, 오피스, 상업용 건축물 등의 신축 및 리모델링에 우선 공급할 계획임.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서 ...1
• 개발결과의견서 ...5
• 최종보고요약서(초록) ...6
• 목 차 ...8
• 제 1 장 서론 ...9
• 제 1 절 연구배경 ...9
• 제 2 절 국내외 관련기술의 현황 ...10
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ...11
• 제 1 절 디지털 시스템 창호 개발 ...11
• 제 2 절 태양광 추적장치 개발 ...13
• (1) 태양광 추적장치 설계 ...13
• (2) 태양광 추정장치의 구조해석 ...18
• (3) 태양위치 계산 프로그램 개발 ...22
• (4) 제어시스템 개발 ...29
• 제 3 절 태양광 추적장치 발전량 평가 ...42
• (1) 태양전지 모듈의 발전량이 10W인 경우 ...42
• (2) 태양전지 모듈의 발전량이 100W인 경우 ...43
• (3) 전기요금 비교 ...43
• 제 3 장 사업성과 ...44
• 제 1 절 기술적 성과 ...44
• 제 2 절 경제적 성과 ...45
• 제 3 절 활용성과 ...45
• 제 4 장 결론 ...45
• 제 1 절 결론 ...45
• 제 2 절 향후 계획 ...46
• 부 록 : 태양 위치계산 프로그램 ...47