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KR20100043118A - Sun location tracking type solar generation apparatus combined water spray nozzle - Google Patents

Sun location tracking type solar generation apparatus combined water spray nozzle Download PDF

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KR20100043118A
KR20100043118A KR1020080102253A KR20080102253A KR20100043118A KR 20100043118 A KR20100043118 A KR 20100043118A KR 1020080102253 A KR1020080102253 A KR 1020080102253A KR 20080102253 A KR20080102253 A KR 20080102253A KR 20100043118 A KR20100043118 A KR 20100043118A
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KR
South Korea
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water
solar
driving
support
water spray
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Application number
KR1020080102253A
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지영석
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지영석
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Abstract

PURPOSE: A sun position tracking generator combined with a water spray device is provided to prevent a failure due to the deterioration of a line and a driving device by driving a solar cell panel with two driving devices. CONSTITUTION: A sun position tracking generator includes a device(130) for spraying the misty water with high pressure. An altitude controller and a rotation driving unit are driven using a pump integrated hydraulic cylinder. The device selectively supplies water or compressed air by spraying the misty water with high pressure.

Description

물 분사장치부착형 태양광 위치 추적 발전장치{Sun location tracking type solar generation apparatus combined water spray nozzle} Sun location tracking type solar generation apparatus combined water spray nozzle}

본 발명은, 수냉식 태양광 위치 추적 발전장치에 관한 것으로, 태양광 추적에 필요한 구동장치를 2대로 다수의 태양광 추적 장치를 구동시키며, 태양전지 패널 표면에 냉각과 세정을 할 수 있게 압축공기를 이용한 가압된 안개형태의 물을 분사 함으로 써 하절기 온도상승에 따른 발전효율 저하를 막을수 있고 동절기 눈등의 이물질이 태양전지 패널에 쌓여 태양광을 가릴경우 부착된 이물을 제거하여 발전효율을 극대화 시킬수 있는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a water-cooled photovoltaic position tracking power generation device, which drives a plurality of photovoltaic tracking devices with two driving devices required for photovoltaic tracking, and provides compressed air to cool and clean the surface of a solar cell panel. It is possible to prevent power generation efficiency deterioration due to temperature increase in summer season by spraying pressurized mist-type water, and maximize the power generation efficiency by removing foreign substances attached to solar cell panels and blocking attached sunlight in winter. It is about.

일반적으로 추적식 태양광 발전장치는 일축식과 이축식으로 나눌 수 있고, 이는 사용되는 모터의 구동축에 따라 결정된다.In general, the tracked photovoltaic device can be divided into uniaxial and biaxial, depending on the drive shaft of the motor used.

일축식은 중앙축을 중심으로 좌우로 태양전지 패널을 구동하는 구동장치를 이용하는 방식으로 태양의 고도를 추적하지 않는 방식이다.Single axis type is a method that does not track the altitude of the sun by using a drive device for driving the solar panel to the left and right about the central axis.

이축식은 중앙축을 중심으로 좌우로 태양전지 패널을 구동하는 구동장치와 태양전지 패널을 상하로 구동하기 위한 별도의 구동장치를 구비하여 태양의 고도를 추적하면서 발전을 할수 있기에 일축식에 비해 높은 발전 효율을 낸다.The biaxial type has higher driving efficiency than single axis type because it has a driving device for driving the solar panel to the left and right around the central axis and a separate driving device for driving the solar panel up and down to track the altitude of the sun. Give out

상기 일축식 또는 이축식등의 태양광 추적 장치등는 구동장치와 제어장치,센서등 다수의 장치들을 포함하며, 고정식에 비해서 구동장치 및 구동에 따른 하중을 보강하기 위해 강성이 높은 구조로 제작하며, 그에따른 자중이 늘어나 건물의 옥탑층 보다는 일반 평지에 별도의 기초를 한후에 설치하는 것이 일반적이다.The solar tracking device, such as the uniaxial or biaxial type, includes a plurality of devices such as a driving device, a control device, and a sensor, and is manufactured with a rigid structure to reinforce the load according to the driving device and the driving, compared to the fixed type. As a result, self-weight is increased, so it is common to install a separate foundation on a general flat rather than a rooftop of a building.

그래서 이축식 태양광 추적장치가 높은 발전 효율을 갖고 있음에도 각각의 태양광 추적장치를 설치하기 위해서는 2개의 구동장치와 그에 따른 제어부를 구성해야하고,강성을 높이기 위한 부재 사용으로 인한 자중이 늘어남으로 인해 제작원가의 상승과 설치 장소의 기초 문제등으로 인해 다양한 환경에 설치하기에는 제약이 있었다. Therefore, even though the biaxial solar tracker has high power generation efficiency, in order to install each solar tracker, it is necessary to configure two driving devices and the corresponding control unit, and the weight of the member increases to increase the rigidity. Due to the increase in manufacturing cost and the basic problem of the installation place, it was limited to install in various environments.

일반적으로 태양전지 패널의 표면온도가 50도를 넘어 갈경우 10%정도의 발전효율 감소가 있는 것으로 알려져 있으며, 우리나라 기후의 특성상 동절기에 눈이 내려 태양전지 패널의 표면에 쌓일경우 발전을 할 수 없는 문제가 생긴다.In general, when the surface temperature of solar panels exceeds 50 degrees, it is known that there is a 10% reduction in power generation efficiency. Due to the characteristics of Korea's climate, it is impossible to generate electricity when it snows in winter and accumulates on the surface of solar panels. There is a problem.

일반적으로 이축식 태양광 추적 장치 1대당 2개 이상의 구동 장치를 발전 장치를 장착하는 것이 일반적이며, 그렇게 제작할시 구동장치 제어장치 전선등이 태양광 추적장치 마다 별도로 부착되어 제작 원가가 상승하고, 그에 비례하여 노후로 인한 고장등의 문제가 많이 발생할 수 있다.In general, it is common to mount two or more driving devices for each of the two-axis solar tracking devices, and when manufacturing them, the driving device control wires are separately attached to each solar tracking device, thereby increasing the manufacturing cost. In proportion, problems such as failure due to aging may occur.

본 발명의 목적은, 다수의 태양전지 패널 구동을 최소한의 구동장치로 구동 이 가능하게 함으로써,노후에 따른 고장을 최소화 하고 의 전동 구동 장치를 연결하여 최소화함으로써 고장을 최소화하고, 여름철 때 태양전지 패널의 표면온도가 상승으로 인한 발전효율의 저하를 막을수 있고, 또한 경량화로 별도의 기초공사를 하지 않고 기존 건물의 옥탑층에 설치가 가능한 이축식 태양광 추적장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention, by driving a plurality of solar panel driving with a minimum drive device, to minimize the failure due to aging and to minimize the failure by connecting the electric drive of the solar cell panel in summer It is possible to prevent the deterioration of power generation efficiency due to the increase in surface temperature, and also to provide a biaxial solar tracking device that can be installed on the rooftop floor of an existing building without additional foundation work due to light weight.

상기 목적은, 본 발명에 따른 태양광 위치 추적 발전 장치는, 태양전지패널과; 태양전지 패널을 상기 태양전지패널을 설치 장소에 지지하기 위해 수직 지지대 및 이 수직 지지대에 회동 가능하게 연결된 수평 지지대로 이루어진 지지부와; 상기 수평 지지대에 회전 가능하게 지지가 된 상태에서 태양전지패널의 아래에 설치되어 태양전지패널을 수직 지지대를 중심으로 회전시키는 회전 작 동부와; 상기 수직 지지대에 하단부가 지지가 된 상태에서 태양전지패널을 상하방향으로 회동시키는 고도 작 동부와; 구동 제어하는 제어 구동부; 안개 상의 고압의 물을 분사하는 노즐부를 포함한 것을 특징으로 한다.The object is a solar positioning apparatus according to the present invention, the solar panel; A support part comprising a vertical support and a horizontal support rotatably connected to the vertical support to support the solar cell panel at an installation site; A rotary operation unit installed below the solar panel in a state rotatably supported by the horizontal support to rotate the solar panel about a vertical support; An altitude operation part for rotating the solar panel in a vertical direction while the lower end is supported by the vertical support; A control driver for driving control; It characterized in that it comprises a nozzle for injecting high pressure water in the mist.

여기서, 상기 회전 작 동부와 고도 작동 부는 유압모터 일체형 실린더로 구성할 수 있으며 이송 거리를 제어할 수 있는 감지장치를 더 포함할 수 있다.Here, the rotary operation unit and the altitude operating unit may be configured as a hydraulic motor-integrated cylinder and may further include a sensing device for controlling the conveying distance.

상기 고압 물 분사 장치는 태양전지 패널 고정용 프레임에 고정하기 위한 브라케트; 압축공기와 물을 혼합시켜 주는 사각 챔버 파이프; 물을 공급하기 위한 연결구 압축공기를 공급하기 위한 연결구; 가압 된 안개 상의 물을 뿌리기 위한 노즐을 포함할 수 있다. The high pressure water injection device is a bracket for fixing to the frame for fixing the solar cell panel; Square chamber pipe for mixing compressed air and water; Connector for supplying water connector for supplying compressed air; It may include a nozzle for spraying water on the pressurized mist.

상기 추적식 태양광 발전장치는 태양전지 판넬의 온도 및 이물을 감지하기 위한 The tracking photovoltaic device for detecting the temperature and foreign matter of the solar cell panel

센서 모듈을 더 포함할 수 있다.It may further include a sensor module.

본 발명은, 태양전지 패널 상부에 물 분사용 노즐을 구비함으로써, 태양전지 패널만 부착하여 발전하는 종래 기술과 달리, 분사용 노즐을 통해 압축공기를 이용하여 고압의 물을 안개 형태의 분사하여 냉각 및 세정용으로 사용하여 하절기 태양전지 패널 표면이 고온으로 인한 발전량이 저하되는 것을 획기적으로 막을 수 있으며 태양전지 패널 표면의 오염으로 인한 발전량 저하를 막을 수 있고 동절기에 태양전지 패널 표면에 쌓인 눈을 설치 된 노즐을 이용하여 압축공기를 분사하여 제거해 태양광 발전효율 저하를 막을 수 있다. 그리고 물과 공기를 혼압하여 분사함으로써 물을 가압하기 위한 별도의 장치가 필요없이 세정 효율을 높일 수 있고 동일한 면적을 세정할 시보다 물만으로 세정할시 보다 물의 사용량을 대폭 줄일 수 있다.According to the present invention, unlike the conventional technology in which the solar cell panel has a water injection nozzle, the solar cell panel is attached and developed, the high-pressure water is sprayed and cooled by using the compressed air through the injection nozzle. And it can be used for cleaning to prevent the solar cell panel surface from lowering the amount of power generation due to high temperature, and to prevent the decrease of power generation due to the pollution of the solar panel surface, and to install snow accumulated on the surface of the solar cell panel in winter By using compressed nozzles, compressed air can be sprayed and removed to prevent degradation of photovoltaic power generation efficiency. By mixing and spraying water and air, the washing efficiency can be increased without the need for a separate device to pressurize the water, and the amount of water used can be significantly reduced when washing with water alone than when washing the same area.

또한, 다수의 태양전지 패널의 구동을 두개의 구동장치로 구동함으로써,기존의 다수의 태양전지 패널을 구동하기 위해 소요되는 전기적인 구동 장치 수량을 획기적으로 줄여서 전기적인 장치 및 전선의 노화에 의한 고장을 막을 있고, 그에 따라 제작비 및 운영비를 대폭 줄일 수 있고, 경량화를 실현하여 기존 건물의 옥탑층에 설치할 수 있다.   In addition, by driving the driving of a plurality of solar panels with two driving devices, the number of electrical driving devices required to drive the existing plurality of solar panels is drastically reduced, so that failures due to aging of electrical devices and wires Therefore, manufacturing and operation costs can be greatly reduced, and the weight can be realized and installed on the rooftop of an existing building.

본 발명과 l본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만,본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of functions or configurations already known will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물분무 장치를 구비한 태양광 추적 발전장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 태양전지 패널이 일 방향이 되었을때의 사시도이며, 도 3은 태양전지 패널 고도 조절부 상세도이며, 도 4는 물분무 장치의 사시도이며, 도 5는 물분무 장치의 단면 상세도이다.1 is a schematic perspective view of a solar tracking power generation apparatus having a water spray device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view when the solar panel is in one direction, Figure 3 is a solar panel altitude 4 is a perspective view of the water spray device, and FIG. 5 is a cross-sectional detail view of the water spray device.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 물분무 장치를 구비한 태양광 추적식 발전 장치(100)는, 수직 지지대(140)와, 상기 수직지지대(140)의 상부측에1 to 2, the solar tracking power generation apparatus 100 including the water spray device according to the present embodiment includes a vertical support 140 and an upper side of the vertical support 140.

회전 가능하게 결합되는 회전 지지대(120)와, 상기 패널 고정용 수평 지지대회전지지대(120)의 상부에 힌지 구조로 연결되는 패널 고정용 수평지지대(111)와, 패널 고정용 수평지지대대(111)의 하부에서 상기 회전 지지대(120) 방향으로 경사지게 힌지구조(112)로 각각 연결되어 태양전지 패널(110)의 상하 각도를 조절하는 고도 조절연결대(122),(123),(124),고도 조절 연결대 구동 지지부(125),고도 조절 연결대 구동용 환봉 지지대(126),고도 조절 연결대 구동용 환봉(127),고도 조절 연결대 구동용 환봉 연결대(153),고도 구동부(152)의 전후 구동으로 태양전지 패널(110)의 상하 각도를 조절한다. 이때 고도 조절 연결대 구동용 환봉(127)을 구 동하고자 하는 태양전지 패널(110)의 수량만큼 설치 공간을 고려한 길이로 부착함으로써 다수의 태양전지 패널(110)의 상하 각도를 구동할 수 있다.Rotating support 120 that is rotatably coupled, the horizontal support for fixing the panel horizontal support 111 for panel fixing connected to the hinge structure on the top of the rotation support 120, and the horizontal support for fixing the panel 111 Height adjustment connector 122, 123, 124, respectively, connected to the hinge structure 112 to be inclined toward the rotation support 120 in the lower portion of the solar panel 110 to adjust the vertical angle Connecting rod drive support 125, high-adjustment connecting rod drive round bar support 126, high-adjustment connecting rod drive round bar 127, high-adjustment connecting rod drive round bar connecting rod 153, the high-speed drive unit 152 the front and rear driving of the solar cell The vertical angle of the panel 110 is adjusted. At this time, by attaching the height adjustment connecting rod driving rod 127 to the length in consideration of the installation space as the quantity of the solar panel 110 to drive can be driven up and down angle of the plurality of solar panel 110.

태양전지 패널(110)의 좌우 구동은 상기 태양전지 패널 고정용 수평 지지대(111)의 일측에 부착한 연결부의 힌지구조(113)로 각각 연결되어 좌우 구동부(150)의 전후 구동으로 태양전지 패널(110)의 좌우 각도를 구동할수 있다.The left and right driving of the solar cell panel 110 is connected to the hinge structure 113 of the connecting portion attached to one side of the horizontal support 111 for fixing the solar cell panel, respectively. 110) can drive the left and right angles.

이때 좌,우 조절 연결대(122,160)를 구동하고자 하는 태양전지 패널(110)의 수량만큼 설치 공간을 고려한 길이로 부착함으로써 다수의 태양전지 패널(110)의 좌,우 각도로 구동할 수 있다.In this case, the left and right control connecting rods 122 and 160 may be attached at a length in consideration of the installation space as much as the quantity of the solar panels 110 to be driven, thereby driving the left and right angles of the plurality of solar panels 110.

태양전지 패널 고정용 수평 지지대(111)의 일측에 부착되어져 태양전지 패널(110)의 표면에 안개상의 고압의 물을 분무할 수 있는 물분사 장치(130)는 고압의 물을 분사하는 노즐(134-1,134-2,134-3,134-4)과, 물과 고압의 공기를 혼합하는 사각형 챔버(131)와, 물을 공급하는 연결구(132-1,132-2)와, 압축공기를 공급하는 연결구(133-1,133-2))와, 물분사 장치(130)를 패널 고정용 수평지지대(111)에 부착하기 위한 지지대(135)로 구성되는 것이 바람직하다. 이때 고압의 물을 분사하는 노즐(134-1,134-2,134-3,134-4) 및 물 공급 연결구(132-1,132-2),압축공기 공급 연결구(133-1,133-2)는 필요에 따라 수량을 조절하는 것이 바람직하다.The water spraying device 130 attached to one side of the solar panel fixing horizontal support 111 to spray misty high pressure water on the surface of the solar panel 110 is a nozzle 134 for spraying high pressure water. -1,134-2,134-3,134-4, rectangular chamber 131 for mixing water and high pressure air, connector 132-1, 132-2 for supplying water, and connector 133-1, 133 for supplying compressed air 2)), and the support 135 for attaching the water spraying device 130 to the horizontal support 111 for fixing the panel. At this time, the nozzle (134-1, 134-2, 134-3, 134-4) and the water supply connector (132-1, 132-2), the compressed air supply connector (133-1, 133-2) for spraying the water of high pressure to adjust the quantity as needed It is preferable.

상기 고도 조절부 구동장치(152)와 좌우 조절 구동장치(150)은 펌프 일체형 유압 실린더를 사용하여 실린더의 상하 구동으로 작동하며 필요에 따라서 고도 및 좌,우 방향 제어를 위한 콘트롤 장치와 태양전지 패널(110)의 온도를 감지하기 위한 센서를 부착하는 것이 바람직하다.The altitude control unit 152 and the left and right adjustment drive unit 150 is operated by the vertical drive of the cylinder using a pump-integrated hydraulic cylinder, and the control device and the solar cell panel for altitude and left and right direction control as needed It is desirable to attach a sensor for sensing the temperature of 110.

태양전지 패널(110)의 지지는 패널 고정용 수평 지지대(111)과 하부에서 상기 회전 지지대(120)에 힌지구조로 연결되어 있는 수직지지대(140)와 수직 지지대를 삼각구조로 보강하는 보강대(142-1,142-2,143) 수직 지지대 바닥판(144)과 결합되어 있는 바닥 지지대(170)으로 구성되어 경량의 구조로 충분한 강성을 가진 구조로 제작이 가능하다.The support of the solar cell panel 110 is a horizontal support for fixing the panel 111 and the reinforcing support 142 reinforcing the vertical support 140 and the vertical support in a triangular structure that is connected in a hinge structure to the rotation support 120 from the bottom 142 -1,142-2,143) The vertical support base is composed of a bottom support 170 coupled with the bottom plate 144 can be manufactured in a structure having sufficient rigidity with a lightweight structure.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 위치 추적 발전 장치가 도시된 도면으로서, 대략 1 is a view showing a solar positioning power generation device according to the present invention,

경사 상태의 사시도,  In perspective view,

도 2는 본 발명에 따른 태양광 위치 추적 발전 장치가 도시된 도면으로서, 대략 2 is a view showing a solar positioning power generation device according to the present invention,

일방 향 상태의 사시도,  Perspective view in one direction,

도 3은 본 발명에 따른 태양광 위치 추적 발전 장치의 태양전지 패널 고도 조절부 상세도, Figure 3 is a detailed view of the solar panel altitude adjustment unit of the solar position tracking power generation device according to the invention,

도 4는 본 발명에 따른 태양광 위치 추적 발전 장치에 부착된 물 분무 장치의 4 is a water spray device attached to the solar position tracking power generation device according to the invention

사시도,  Perspective,

도 5는 본 발명에 따른 태양광 위치 추적 발전 장치에 부착된 물 분무 장치의 단면 상세도이다. 5 is a cross-sectional detail view of a water spray device attached to the solar positioning power generation device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>  <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 태양전지패널 111 : 태양전지 패널 고정용 수평 지지대 110: solar panel 111: horizontal support for fixing the solar panel

112,113,151 : 힌지구조 120 : 회전 지지대 112,113,151: hinge structure 120: rotating support

121 : 실린더 고정 지지대 122,123,124 : 연결대 121: cylinder fixing support 122,123,124: connecting rod

125: 연결 대 고정용 클램프 126: 고도 조절 연결 대 구동용 환봉 지지대 125: clamp for connecting rod fixing 126: round bar support for driving height adjustable connecting rod

127: 고도 조절 연결 대 구동용 환봉 130: 물 분사 장치 127: height adjustment connecting rod drive round rod 130: water jet device

131: 사각형 챔버 132-1,132-2: 물공급 연결구 131: rectangular chamber 132-1, 132-2: water supply connector

133-1,133-2: 압축공기 공급 연결구 134-1,134-2,134-3,134-4: 물 분사 노즐  133-1,133-2: Compressed air supply connector 134-1,134-2,134-3,134-4: Water jet nozzle

135: 물 분사 장치 고정 지지대 141: 보강 대 연결클램프  135: water jetting device fixed support 141: reinforcing bar connecting clamp

142-1,142-2: 보강 연결 대 143: 보강연결대 142-1,142-2: reinforcing rod 143: reinforcing rod

144: 수직지지대 바닥 고정판 145: 고도 조절 구동장치 지지대  144: vertical support base fixing plate 145: height adjustment drive support

150: 좌·우 조절용 구동장치 151: 고도 조절용 구동장치 150: drive device for left and right adjustment 151: drive device for altitude control

152: 고도 조절 구동 연결 대 160: 좌·우 구동 연동 지지대  152: altitude adjustment drive linkage 160: left and right drive linkage support

170: 바닥 지지대 170: floor support

Claims (3)

수랭식 태양광 위치 추적 발전장치 ;Water-cooled solar power tracking system; 안개 상의 고압의 물을 분사하는 장치를 포함한 태양광 위치 추적 장치로서 전기적 구동장치를 최소화하여 전선의 노후나 단락으로 인한 고장을 최소화한It is a solar positioning device including a device that sprays high pressure water in fog. 것을 특징으로 하는 태양광 위치 추적 발전장치.Photovoltaic position tracking generator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안개상 물 분무 장치는 압축공기와 물을 혼합하여 고압, 안개상의 물을 분사하며 선택적으로 물 또는 압축공기만 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 The mist water spray device is characterized in that the compressed air and water is mixed to inject high pressure, mist water and selectively supply only water or compressed air 태양광 위치 추적 발전장치. Solar position tracking generator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고도조절부 및 회전구동부를 펌프 일체형 유압 실린더를 이용하여The altitude control unit and the rotary drive unit using a pump-integrated hydraulic cylinder 구동함을 특징으로 하는 태양광 위치 추적 발전장치.Photovoltaic position tracking generator characterized in that it drives.
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