KR100742498B1 - Charging method for light energy - Google Patents

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Abstract

A method for charging solar energy is provided to obtain the effect of a high-capacity battery with a smaller number of solar cells and a battery of lower capacity by collecting solar light and converting the collected solar light into electrical energy even when a condensing plate cannot directly receive solar cell and by charging a battery with the converted electrical energy. A condensing plate(10) is installed in a part of a street lamp pillar. A central control apparatus(20) is connected to the condensing plate. A first charging unit(30) is connected to one side of the central control apparatus. An inverter/converter(40) is connected to the other side of the central control apparatus. A rectifier(50) is connected to the inverter/converter. A control unit(60) controls a second charging unit(70) and a voltage through the rectifier. The voltage of the first and second charging units connected to the control unit is charged in a battery(80). The condensing plate can be attached to the cover part of a light emitting unit.

Description

태양에너지의 충전방법.{charging method for light energy}Charging method for light energy

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예로서 본 발명 장치의 구성도.1 is a block diagram of a device of the present invention as a first preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 제2실시예로서 본 발명 장치의 열전소자를 이용한 구성도.Figure 2 is a block diagram using a thermoelectric element of the device of the present invention as a second preferred embodiment of the present invention.

도 3a, 3b는 본 발명의 바람직한 실시예로서 인버터(컨버터)의 회로구성을 표현한 도면.
도 4내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명 장치의 집광판의 설치방법을 표현한 도면.
도 6과 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명 장치의 열전소자의 설치방법을 표현한 도면.3A and 3B are diagrams showing a circuit configuration of an inverter (converter) as a preferred embodiment of the present invention.
4 to 6 is a view showing the installation method of the light collecting plate of the device of the present invention as a preferred embodiment of the present invention.
6 and 7 are views showing a method of installing a thermoelectric element of the device of the present invention as a preferred embodiment of the present invention.

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<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10; 집광판 20; 중앙컨트롤장치10; Light collecting plate 20; Central control unit

30; 제 1충전기 40; 인버터/컨버터30; First charger 40; Inverter / Converter

50; 정류기 60; 제어기50; Rectifier 60; Controller

70; 제 2충전기 80; 배터리70; Second charger 80; battery

100; 발광수단 200; 열전소자100; Light emitting means 200; Thermoelectric element

본 발명은 태양에너지를 이용한 조명장치의 충전방법에 관한 것으로서, 특히 흐린 날씨 또는 집광판이 태양광을 직접적으로 받지 못하는 위치에서도 배터리를 충전할 수 있는 태양에너지의 충전방법에 관한 것이다.The present invention relates to a charging method of a lighting device using solar energy, and more particularly, to a charging method of solar energy that can charge a battery even in a cloudy weather or a location where the light collecting plate does not directly receive sunlight.

종래에 있어서 태양에너지의 충전은 집광판에서 얻어지는 직접적인 태양광만으로 배터리를 충전할 수 있게 되어 상기 집광판이 태양의 고도에 따라 태양광을 직접 받지 못하는 경우와 흐린날에는 배터리에 대한 충전량이 부족하여 별도의 전원공급장치 또는 배터리 충전장치를 마련하여야 되는 문제가 발생하였다. In the related art, charging of solar energy is possible to charge the battery only by direct sunlight obtained from the light collecting plate, so that the light collecting plate may not receive sunlight directly according to the altitude of the sun, and on a cloudy day, the amount of charge for the battery may be insufficient. There has been a problem of providing a power supply or a battery charger.

이에 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 작은 면적으로 구성된 집광판의 사용상태에서 맑은날 그늘이 드리워진 집광판과 흐린날에도 배터리를 충전을 시킬 수 있는 태양에너지의 충전방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention to solve the above problems is to provide a charging method of solar energy that can charge the battery even on a cloudy day and a light collecting plate shaded on a sunny day in the use state of the light collecting plate consisting of a small area.

본 발명의 다른 목적은 일년 사계절 및 하루 일중의 태양광의 고도에 관계없이 배터리를 충전을 시킬 수 있는 태양에너지의 충전방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of charging solar energy, which can charge a battery regardless of the altitude of sunlight during the four seasons of the year and day.

본 발명의 또 다른 목적은 방열판 및 조명등기구 내부표면에 열전소자를 부착하여 방열판 및 등기구에서 발생되는 높은 열을 이용하여 열전소자 자체 발전이 가능한 기능을 응용하여 배터리를 충전을 시킬 수 있는 태양에너지의 충전방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to attach a thermoelectric element to the inner surface of the heat sink and lighting fixtures of the solar energy that can charge the battery by applying a function capable of self-generation of the thermoelectric element using the high heat generated from the heat sink and the luminaire To provide a charging method.

본 발명의 또 다른 목적은 태양광 집광판을 새, 꽃, 동물 등의 형상을 가진 조형물에 설치하여 도시미관을 아름답게 꾸밀 수 있는 태양에너지의 충전방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a solar charging method for installing a solar light collecting plate on a sculpture having a shape of a bird, a flower, an animal, etc., to beautifully decorate an urban aesthetics.

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이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings refer to like elements. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

우선 본 발명에서 제안하고자 하는 태양에너지의 충전방법에 대한 개념을 살펴보면,Looking at the concept of the first charging method of solar energy to be proposed in the present invention,

가로등에 적용되는 태양에너지의 충전방법에 있어서,In the solar energy charging method applied to the street light,

정상적인 맑은 날이나, 날씨가 흐리거나 집광판이 태양광을 직접적으로 받지 못할 때에도 태양광 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 전압을 배터리에 충전할 수 있는 태양에너지의 충전방법을 제안하고자 하는 것이다. It is to propose a charging method of solar energy that converts solar energy into electrical energy and charges a voltage to a battery even in normal sunny days or when the weather is cloudy or when the light collecting plate does not receive sunlight directly.

이하 첨부된 도면을 간략하게 설명한다.The following briefly describes the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예로서 본 발명 장치의 회로도이며, 도 21 is a circuit diagram of a device of the present invention as a first preferred embodiment of the present invention.

는 본 발명의 바람직한 제2실시예로서 본 발명 장치의 열전소자를 이용한 회로도이며, 도 3a, 3b는 본 발명의 바람직한 실시예로서 인버터(컨버터)의 회로구성을 표현한 도면이고, 도 4내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명 장치의 집광판의 설치방법을 표현한 도면이며, 도6과 도7은 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명 장치의 열전소자의 설치방법을 표현한 도면이다.Is a circuit diagram using a thermoelectric element of the apparatus of the present invention as a second preferred embodiment of the present invention, Figures 3a, 3b is a view showing the circuit configuration of the inverter (converter) as a preferred embodiment of the present invention, Figures 4 to 6 6 is a view showing the installation method of the light collecting plate of the device of the present invention as a preferred embodiment of the present invention, Figure 6 and Figure 7 is a view showing the installation method of the thermoelectric element of the device of the present invention as a preferred embodiment of the present invention.

본 고안의 실시 예에 따라 앞에서 제안한 태양에너지의 충전방법의 전체구성은 도 1에 서 나타내고 있는 바와 같다. 상기 도 1을 참조하면,According to an embodiment of the present invention the overall configuration of the previously proposed method of charging solar energy is as shown in FIG. Referring to FIG. 1,

정상적인 맑은날에 집광판(10)에서 태양광을 집광하여 전기적 에너지로 변환된 전압은 중앙컨트롤장치(20)로 이동하여 상기 중앙컨트롤장치(20)를 거친 전압은 제1충전기(30)에서 정전압으로 되며 상기 1충전기(30)에서 출력되는 전압은 배터리(80)에 충전되는 것이며, 또한 날씨가 흐리거나 상기 집광판이 태양광을 직접적으로 받지 못할 때 중앙컨트롤장치(20)로 이동된 전압은 인버트(컨버트)회로(40)를 통하여 전압을 승압시켜 정류기(50)을 거친 전압은 제2충전기(70)을 통하여제어기(60)을 거쳐 배터리(80)에 충전시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다. On a normal sunny day, the light collected by the light collecting plate 10 and converted into electrical energy are moved to the central controller 20, and the voltage passing through the central controller 20 is changed from the first charger 30 to the constant voltage. The voltage output from the first charger 30 is charged in the battery 80. Also, when the weather is cloudy or the light collecting plate does not directly receive sunlight, the voltage transferred to the central controller 20 is inverted. The voltage passing through the rectifier 50 by boosting the voltage through the converting circuit 40 may be configured to charge the battery 80 via the controller 60 through the second charger 70.

또한 상기한 방법으로 충전된 전압을 이용하여 발광시키며 방열판에 열전소자(200)를 설치하여 상기 발광수단 및 등기구 표면에서 발생되는 일부 열에너지를 다시 전기적인 에너지로 변환시켜 배터리(80)에 충전시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.In addition, by using the voltage charged in the above-described method and by installing the thermoelectric element 200 on the heat sink to convert some heat energy generated from the surface of the light emitting means and the luminaire to electrical energy to charge the battery 80 again. It is characterized in that it is configured to.

한편, 본 발명의 집광판(10)을 설치하는 실시 예로서 도 4에서 표현되는 바와 같이 가로등지주(101)의 상단에 엎어놓은 컵 형상으로 설치되는 방법이 있으며, 또 도 6에서는 집광판(10)을 발광수단(100)의 커버부(100a) 외부면에 부착하여 설치할 수 있음을 표현하고 있고, 또한 도 5에서 표현된 바와 같이 가로등지주(101)의 상단의 일부분에 형성되는 새(조류) 형상의 조형물의 날개 상면부분에 설치하는 방법이 있다.
그리고 도7과같이 상기 발광수단(100)은, 내부에 방열판(105)과 상기 방열판에 PCB기판(103)과 발광램프(104)가 설치되어서 구성되는 구조이며, 도4와같이 외부는 커버부(100a)와 렌즈부(100b)로서 구성되는 것이다.
한편 도 2와 도 6 및 도 7에서 도시되는 바와 같이 본 발명 장치의 일부분 - 예를 들면, 방열판(105)의 상면부 또는 커버부(100a)의 외부상면 - 에 열전소자(200)를 설치하여 상기 열전소자(200)에서 발생되는 직류전압를 인버터(컨버트)(201)를 이용하여 전압을 승압시켜 배터리(80)에 충전시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 것이다.
그리고 도 3a,도 3b를 참조하여 상기 인버터(컨버터)(40,201)을 설명하면,
도3a 는 멀티 바이브레이터 회로로서 J1을 통하여 TP1 공급 되는 전압이 1.2V 이상 이면 안정적으로 작동 한다 .
TP1에서 공급 된 전압이 R1을 거쳐 Q1트랜지스터에 공급 되고 ( Q1 의 베이스 전압은 트렌지스터 특성상 0.8V 이상 만 공급 되면 이미터 와 베이스 는 도통 한다.)이때 Q1의 컬렉터측의 T1 의 코일 이 도통되어 T1의 이차 측으로 전압이 공급된다.
Q1이 도통 되면 Q2는 OFF 되고 Q2가 작동되면 Q1트랜지스터가 OFF 되면서 번갈아가면서 작동 하는 멀티 바이브레이터이다.
그리고 전압이 1.2V 이상 공급 되면 발진을 시작하여 T1( 트랜스포머 )2차측에 전압이 나오는데 파형을 측정하면 도 3b와 같다.
여기서 0V 와 VCC 간의 전압은 T1 의 트랜스포머 의 임피던스 와 권선수로 결정되는데 이 권선수에 의한 VCC 전압 출력 공식은 다음과 같다.
입력전압 / T1의 일차 권선수 × T1의 2차 권선수로 하면 된다.
예를 들면, 1.2V/ 22회×250회 = 13.6V의 구형파가 형성 된다.
TP1에 공급되는 전압이 낮을수록 (옴의 법칙 V=I*R) TP2 의 전류는 적게 되지만 완속 충전이 된다.
그리고 도 6에서 표현시킨 본 발명의 설명에서는 가로등지주(101)의 상단의 일부분에 형성시킨 조형물의 형상을 새(조류)형상으로만 한정하여 설명하고 있으나, 근래에는 상기 조형물의 형상을 도면에는 도시되지 않았지만 다양한 형상 - 예를 들면 축구공 모양, 동물의 모양, 식물의 모양, 또는 추상적인 모양 등 - 으로 제작하여 설치되고 있다.
그러므로 그 조형물의 형상이 새(조류)의 형상에 국한되지는 않으며 꽃이나 동물 또는 등의 형상으로도 구성될 수 있음은 물론일 것이다.
그리하여 상기한 조형물들에 부착되는 집광판은, 비닐장판처럼 구부려서도 사용이 가능한 후렉시블한 집광판을 적용시켜서 부착함이 바람직할 것이다.On the other hand, as an embodiment of installing the light collecting plate 10 of the present invention, there is a method that is installed in a cup shape placed on the upper end of the street light pole 101, as shown in Figure 4, and in Figure 6 the light collecting plate 10 It is expressed that it can be attached to the outer surface of the cover portion (100a) of the light emitting means 100, and as shown in Figure 5 also has a bird (bird) shape formed on a portion of the upper end of the street lamp holder 101 There is a method to install on the upper surface of the sculpture.
As shown in FIG. 7, the light emitting means 100 has a structure in which a heat sink 105 and a PCB substrate 103 and a light emitting lamp 104 are installed on the heat sink. It is comprised as 100a and the lens part 100b.
Meanwhile, as shown in FIGS. 2, 6, and 7, the thermoelectric element 200 is installed on a part of the apparatus of the present invention, for example, the upper surface of the heat sink 105 or the outer upper surface of the cover part 100a. The DC voltage generated by the thermoelectric element 200 is characterized in that it can be charged to the battery 80 by boosting the voltage using the inverter (convert) 201.
3A and 3B, the inverters (converters) 40 and 201 will be described.
FIG. 3A is a multivibrator circuit and operates stably when the voltage supplied to TP1 through J1 is 1.2V or more.
The voltage supplied from TP1 is supplied to the Q1 transistor via R1. (When the base voltage of Q1 is 0.8V or more because of the transistor characteristics, the emitter and the base are conducting.) At this time, the coil of T1 on the collector side of Q1 is conducted and T1 The voltage is supplied to the secondary side of.
When Q1 is turned on, Q2 is turned off and when Q2 is turned on, the Q1 transistor is turned off and the multivibrator operates alternately.
When the voltage is supplied above 1.2V, the oscillation starts and the voltage comes out on the secondary side of T1 (transformer).
Here, the voltage between 0V and VCC is determined by the impedance of the transformer of T1 and the number of turns. The formula of VCC voltage output by the number of turns is as follows.
The primary winding number of the input voltage / T1 × the secondary winding number of T1.
For example, a square wave of 1.2 V / 22 times 250 times = 13.6 V is formed.
The lower the voltage supplied to TP1 (Ohm's Law V = I * R), the lower the current in TP2, but slower charge.
In the description of the present invention represented in FIG. 6, the shape of the sculpture formed on a part of the upper end of the street lamp holder 101 is limited to a bird (bird) shape. However, in recent years, the shape of the sculpture is illustrated in the drawings. Although it is not, it is manufactured and installed in various shapes-for example, soccer ball shape, animal shape, plant shape, or abstract shape.
Therefore, the shape of the sculpture is not limited to the shape of the bird (bird), and of course, it may be composed of the shape of flowers, animals or the like.
Thus, the light collecting plate attached to the above-mentioned sculptures may be attached by applying a flexible light collecting plate which can be used even when bent like a vinyl sheet.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 정상적인 맑은 날이나, 날씨가 흐리거나 집광판이 태양광을 직접적으로 받지 못할 때에도 태양광을 집광하여 전기적 에너지로 변환시켜 전압을 배터리에 충전시킬 수 있으며, 그로인하여 적은수량의 태양전지와 적은 용량의 배터리를 사용하여도 대용량의 배터리와 유사한 효과를 낼 수가 있으므로 태양에너지를 이용하는 충전장치를 제조함에 있어서 많은 원가절감의 효과를 거둘 수 있으며, 또한 충전된 전압을 이용하여 발광시키는 발광부 및 등기구, 집광판 내부표면에 열전소자를 설치하여 상기 발광 수단에서 발생되는 열의 일부를 다시 전기적인 에너지로 변환시켜 배터리에 충전시킬 수 있으므로 버려지는 에너지를 재사용할 수가 있으며, 집광판을 미려한 형상으로 구성시켜 도시미관을 아름답게 할 수도 있는 효과를 기대할 수가 있는 것이다. As described above, the present invention can collect the sunlight and convert it into electrical energy to charge the battery even when the weather is normal or when the weather is cloudy or when the light collecting plate does not receive sunlight directly. The use of a large number of solar cells and a small capacity battery can produce a similar effect to a large capacity battery, and thus can produce a lot of cost savings in manufacturing a charging device using solar energy. By installing a thermoelectric element on the inner surface of the light emitting unit, the luminaire, and the light collecting plate to emit light, part of the heat generated by the light emitting means can be converted into electrical energy to be charged into the battery, thereby reusing the discarded energy. You can beautify the beauty of the city Which would in effect be expected.

Claims (7)

태양에너지의 충전방법에 있어서, In the charging method of solar energy, 가로등 지주(101)의 일부분에 설치되는 집광판(10)과;A light collecting plate 10 installed at a portion of the street lamp post 101; 상기 집광판(10)과 연결되는 중앙컨트롤장치(20)와;A central control device 20 connected to the light collecting plate 10; 상기 중앙컨트롤장치(20)의 일측에 연결되는 제1충전기(30)와; A first charger 30 connected to one side of the central control apparatus 20; 상기 중앙컨트롤장치(20)의 타측에 연결되는 인버트,컨버트(40)와; An invert and a convertor 40 connected to the other side of the central control apparatus 20; 상기 인버트,컨버트(40)에 연결되는 정류기(50)와; A rectifier 50 connected to the invert and convert 40; 상기 정류기(50)를 통하여 제2충전기(70)와 전압을 제어하는 제어기(60)와;A controller (60) for controlling the voltage with the second charger (70) through the rectifier (50); 상기 제어기(60)와 연결되는Connected with the controller 60 상기 제1충전기(30)와 제2충전기(70)의 전압을 축전하는 배터리(80)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양에너지의 충전방법. Solar charging method, characterized in that it comprises a battery (80) for storing the voltage of the first charger (30) and the second charger (70). 제1항에 있어서, 상기 집광판을 발광수단(100)의 커버부(100a)에 부착하여 설치함을 특징으로 하는 태양에너지의 충전방법. The method of claim 1, wherein the light collecting plate is attached to the cover part (100a) of the light emitting means (100) and installed. 제1항에 있어서, 상기 집광판(10)을 가로등지주(101)의 상단 꼭대기에 엎어놓은 컵 형상으로 부착하여 설치함을 특징으로 하는 태양에너지의 충전방법. The method of claim 1, wherein the light collecting plate (10) is attached to the top of the street light pole (101) in the shape of a cup attached to the installation of solar energy. 제1항에 있어서, 상기 집광판의 형상을 가로등지주(101)의 상부의 일정위치에 새, 꽃 또는 동물의 형상 중 어느 하나의 형상으로 설치함을 특징으로 하는 태양에너지의 충전방법. The method of claim 1, wherein the shape of the light collecting plate is installed at a predetermined position on the upper portion of the streetlight holder 101 in the shape of a bird, a flower, or an animal. 태양에너지의 충전방법에 있어서,In the charging method of solar energy, 가로등 지주(101)의 일부분에 설치되는 집광판(10)과;A light collecting plate 10 installed at a portion of the street lamp post 101; 상기 집광판(10)과 연결되는 중앙컨트롤장치(20)와;A central control device 20 connected to the light collecting plate 10; 상기 중앙컨트롤장치(20)의 일측에 연결되는 제1충전기(30)와; A first charger 30 connected to one side of the central control apparatus 20; 상기 중앙컨트롤장치(20)의 타측에 연결되는 인버트,컨버트(40)와; An invert and a convertor 40 connected to the other side of the central control apparatus 20; 상기 인버트,컨버트(40)에 연결되는 정류기(50)와; A rectifier 50 connected to the invert and convert 40; 상기 정류기(50)를 통하여 제2충전기(70)와 전압을 제어하는 제어기(60)와;A controller (60) for controlling the voltage with the second charger (70) through the rectifier (50); 상기 제어기(60)와 연결되는Connected with the controller 60 상기 제1충전기(30)와 제2충전기(70)의 전압을 축전하는 배터리(80)를 포함 하여 발광수단의 상면부(100a) 일 측에 설치된 열전소자(200)와;A thermoelectric element 200 installed at one side of an upper surface portion 100a of the light emitting means, including a battery 80 for storing voltages of the first charger 30 and the second charger 70; 상기 열전소자(200)에서 얻어지는 전압을 승압시키는Step up the voltage obtained from the thermoelectric element 200 인버터(컨버터, 201)와;An inverter (converter) 201; 열전소자(200)의 전압을 축전하는 배터리(80)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양에너지의 충전방법. Solar energy charging method characterized in that it comprises a battery (80) for storing the voltage of the thermoelectric element (200). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 열전소자(200)는, 발광수단(100)의 내부에 설치되는 방열판(105)상면의 일부에 설치됨을 특징으로 하는 태양에너지의 충전방법.The thermoelectric element 200, the charging method of the solar energy, characterized in that installed on a part of the upper surface of the heat sink 105 installed in the light emitting means (100). 삭제delete
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