KR100813576B1 - 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주민들의 공동사용 공간에 태양광 발전을 위한 태양전지판을 설치하여 이로부터 발생된 전기를 조명, 광고, 인공폭포, 분수, 안내판 등 공통적인 목적으로 사용할 수 있도록 한 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 태양전지판을 다수의 지주를 통해 비스듬히 설치하여 태양전지판 아래에 그늘공간을 형성하고, 태양전지판 아래쪽 일측에 태양전지판을 통해 발전된 전기를 축적하는 축전지를 구비하며, 축전지의 전원을 단속하는 컨트롤러를 축전지에 연결하고, 공통전기를 사용하는 각 시설물과 연결된 각각의 전원선을 컨트롤러에 연결하되, 컨트롤러는 축전지의 전력을 각 시설물로 인가하기 위한 다수의 스위치와, 임의의 스위치가 온되었을 때 축전지의 전력 잔여량을 측정하여 그 잔여량이 사용하고자 하는 시설물의 필요 전력용량보다 적을 경우 일반 전력선을 통해 공급된 일반 전력이 각 시설물로 공급되도록 하는 마이크로 프로세서와, 축전지의 전력 잔여량을 측정하는 전력 잔여량 측정회로와, 각 시설물의 필요 전력용량을 저장하는 메모리로 이루어지고, 축전지의 전력을 직류에서 교류로 변환시키주면서 일반전력과 연계되어 마이크로 프로세서의 명령에 따라 축전지의 전력 또는 일반 전력이 각 시설물에 공급되도록 하는 인버터가 더 구비된 것이다.

Description

태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템{System to supply outer common electricity by solar power generation}

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템의 개략구성도.

도 2는 본 발명에 따라 태양전지판이 파고라에 설치된 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 컨트롤러의 블록구성도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예시도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예시도로서,

(a)는 태양전지판의 표면에 광촉매 코팅층이 형성된 경우.

(b)는 태양전지판의 표면에 광촉매 코팅된 안전판이 부착된 경우.

*** 도면의 주요부에 대한 부호의 설명 ***

1 : 태양전지판 2 : 지주 3 : 축전지

4 : 인버터 5 : 프레임 6 : 광촉매 코팅층

7 : 안전판 10 : 컨트롤러 11 : 스위치

12 : 마이크로 프로세서 13 : 전력 잔여량 측정회로 14 : 메모리

20 : 시설물 41 : 부채꼴 기어 42 : 구동모터

43 : 피니언기어 44 : 가이드롤러

본 발명은 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주민들의 공동사용 공간에 태양광 발전을 위한 태양전지판을 설치하여 이로부터 발생된 전기를 조명, 광고, 인공폭포, 분수, 안내판 등의 공통적인 목적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 아파트와 같은 공동주택단지내에는 기본적으로 모든 주민이 즐길 수 있도록 공원, 분수, 인공폭포 등이 설치되고, 군데군데 파고라 또는 벤치와 같이 앉아서 쉴 수 있는 공간이 마련되며, 그 산책로에 가로등과 같은 조명도 설치되어 야간에도 이용할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 이러한 공동시설물에 사용되는 전기는 자체내에서 해결하지 못하고 오로지 한국전력으로부터 공급되는 전기에 의존하게 되므로 각 가정마다 공통전기를 사용함에 따른 비용을 부담하고 있는 실정이다.

또한, 이러한 공통전기는 사용자의 유무와 상관없이 항상 소모되는 것이므로 이러한 공동시설물을 사용하는 사람이 없는 경우 불필요하게 비용을 지불하고 있는 것이라 할 수 있다.

한편, 태양광 발전이란 태양전지판을 통해 태양광을 집광하고, 이러한 태양광에 의해 태양전지판 내에서 전하차이가 발생되면 이를 이용하여 전기를 발생시켜 축전지에 저장하는 과정으로 발전이 이루어지게 되는데, 최초 시설비가 많이 소요 되는 점은 있으나 일단 설치해놓으면 별도의 재료없이 태양광만으로 높은 에너지 효율을 가질 수 있음은 물론 반영구적인 사용이 가능한 이점이 있는데, 이러한 태양광 발전을 위한 태양전지판은 그 가격이 매우 고가이므로 개인적으로 태양광발전을 통해 전기를 생산하기는 매우 어려운 실정이다.

본 발명은 이러한 점에 착안하여 안출한 것으로, 공통시설물의 넓은 공간에 태양전지판을 설치하여 전기를 발생시키고, 이를 축전지를 통해 축전시켜 놓았다가 공통시설물을 이루는 조명, 분수, 인공폭포, 안내판 등을 구동할 수 있도록 함으로써 모든 사람들이 전기 사용료를 부담하지 않으면서 그 공동시설물을 편리하게 사용할 수 있도록 하는 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템을 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명을 제시되는 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템의 개략구성도이고, 도 2는 본 발명에 따라 태양전지판이 파고라에 설치된 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 컨트롤러의 블록구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템은 아파트와 같은 공동주택의 공동편의시설에 사용되는데, 태양전지판(1)을 다수의 지주(2)를 통해 비스듬히 설치하여 태양전지판(1)이 지붕 역할을 하고 그 아래의 공간에는 그늘이 형성된 파고라와 같은 형태를 이루도록 하며, 태양전지 판(1) 아래공간 일측에 태양전지판(1)을 통해 발전된 전기를 축적하는 축전지(3)를 구비하며, 축전지(3)의 전원을 단속하는 컨트롤러(10)를 축전지(3)에 연결하여 축전지(3) 근처에 위치시키고, 공통전기를 사용하는 각 시설물(20)과 연결된 각각의 전원선을 컨트롤러(10)에 연결하여서 된 것이다.

이때, 태양광 발전을 통해 축전지(3)에 모아진 전기를 공급받을 수 있는 시설물(20)로는 가로등 또는 파고라의 전등과 같은 조명, 분수, 인공폭포, LED 등의 조명등을 사용한 광고판, 전자 안내판 등 많은 수가 있을 수 있으며, 이외에도 주민들의 편의를 위한 다양한 시설물에 적용할 수 있다.

그런데, 날씨가 좋을 때도 있지만 나쁠 때도 있고, 또 계절에 따라 일조량에 차이가 있으므로 순수하게 태양광 발전만으로 각 시설물(20)을 항상 가동할 수 있는 전력을 수급하기 매우 어려우며, 따라서 일반 전력과 태양광 발전을 통한 전력을 병용하도록 함이 바람직하다.

이를 위해 본 발명에 따른 컨트롤러(10)에 축전지(3)와 연결된 전원선 및 일반 전력선이 동시에 연결되게 하고, 컨트롤러(10)의 외측에는 축전지(3)의 전력을 각 시설물(20)로 인가하기 위한 다수의 스위치(11)를 구비하며, 컨트롤러(10)의 내부에는 다수의 스위치(11) 중 임의의 스위치가 온되었을 때 축전지(3)의 전력 잔여량을 측정하여 그 잔여량이 사용하고자 하는 시설물의 필요 전력용량보다 적을 경우 일반 전력선을 통해 공급된 일반 전력이 각 시설물(20)로 공급되도록 하는 마이크로 프로세서(12)와, 축전지(3)에 모인 직류를 교류로 바꿔주는 역할을 하면서 마이크로 프로세서(12)의 명령에 따라 축전지(3)의 전력 또는 일반 전력이 각 시설 물(20)에 공급되도록 하는 인버터(4)와, 축전지(3)의 전력 잔여량을 측정하는 전력 잔여량 측정회로(13)와, 각 시설물의 필요 전력용량을 저장하는 메모리(14)를 구비할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 태양전지판(1)은 그 크기가 매우 크고, 또 태양광 발전을 하기 위해서는 정남향으로 비스듬히 설치하게 되므로 태양전지판(1)의 아래에는 자연히 그늘이 형성될 수밖에 없다.

따라서, 태양전지판(1) 아래에 평상을 깔게 되면 자연스럽게 파고라와 같은 형태가 되어 주민들은 여기서 휴식을 취할 수 있다.

태양전지판(1) 아래의 공간에 고정되어 있는 컨트롤러(10)에는 조명, 분수, 인공폭포, LED를 사용한 광고판, 전자 안내판 등 많은 수의 시설물(20)로부터 각각 전원선이 연결되고, 각 전원선에는 스위치(11)가 각각 구비되어 컨트롤러(10)의 케이스 외부로 노출되는데, 스위치(11)를 선택하여 온시키게 되면 축전지(3)의 전력이 인버터(4)를 거쳐 교류로 변화된 상태로 시설물(20)로 인가되어 당해 시설물(20)을 가동할 수 있는 것이다.

물론, 도시하지는 않았지만 가로등의 경우 광량을 감지하여 어두워졌다고 판단되면 자동으로 축전지(3)로부터 전원이 가로등으로 인가되게 하여 가로등을 점등시킬 수 있도록 할 수도 있으며, 낮에 태양광 발전을 통해 전기를 생산하였다가 밤에 지하주차장과 같이 위험한 장소에 구비된 램프를 밝혀 보다 안전한 지하시설물 의 사용도 가능해진다.

또한, 날씨가 흐리거나 동절기와 같이 일조량이 현저히 적은 계절에는 이러한 태양광 발전과 병용하여 일반 전력을 사용할 수도 있는데, 다수의 스위치(11) 중 임의의 스위치가 온되면 컨트롤러(10) 내부에 구비된 마이크로 프로세서(12)에서는 전력 잔여량 측정회로(13)를 구동하여 축전지(3)의 전력 잔여량을 체크하게 되고, 그 잔여량이 사용하고자 하는 시설물(20)의 필요 전력용량보다 적을 경우 인버터(4)를 통해 일반 전력이 당해 시설물(20)로 인가되게 하는 것이다.

따라서, 시설물(20)을 사용하는 사람은 날씨가 좋거나 나쁘거나, 또는 계절에 상관없이 항상 시설물(20)을 구동할 수 있으며, 일반 전력을 사용하는 만큼만 전체 세대가 나누어서 그 사용료를 지불하면 되므로 부담없이 시설물(20)을 사용할 수 있는 것이다.

태양광 발전을 통해 전력이 남을 수도 있으며, 이럴 경우 한국전력과 협의하에 한국전력측에 잉여 전력을 높은 가격으로 판매할 수도 있음은 자명하다.

한편, 지구의 자전에 따라 태양은 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지며, 태양을 정면으로 마주볼 때 그 광량이 최대가 되므로 태양의 움직임(실질적으로는 지구가 움직임)을 쫓아 태양전지판이 태양광을 정면으로 맞을 수 있는 각도로 회전되면 태양광 발전을 통해 얻어지는 전기 역시 최대가 될 수 있고, 또 그늘을 최대한 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 도 4와 같이 지주(2)의 위쪽에 부채꼴 기어(41)를 각각 고정하고, 다수의 태양전지판(1)이 고정된 프레임(5)의 하부 양측에는 구동모 터(42)를 고정하며, 각 구동모터(42)의 축에는 부채꼴 기어(41)에 기어결합되는 피니언기어(43)를 각각 고정하고, 프레임(5)의 하부 전후 양측에는 부채꼴 기어(41)의 상면과 구름접촉 가능하게 각각 가이드롤러(44)를 고정하여 시간의 경과 또는 태양의 이동에 따라 태양전지판의 각도가 변할 수 있도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 하면, 태양의 이동에 따라 각 태양전지판(1)을 고정하고 있는 프레임(5)이 부채꼴 기어(41)를 따라 이동하면서 그 각도가 변하게 되어 태양전지판(1)이 항상 태양과 정면으로 마주보게 되므로 발전량이 최대가 될 수 있으며, 그늘이 태양전지판(1)의 바로 아래에 형성될 수 있어 차광의 효과도 있는 것이다.

물론, 도시하지는 않았지만 태양의 이동에 따라 태양전지판(1)을 이동 및 회전시키는 경우 태양의 이동을 감지하는 센서와 이러한 센서의 감지신호에 따라 각 구동모터(42)를 구동하는 마이크로 프로세서가 구비되어야 하며, 시간의 경과에 따라 태양전지판(1)을 이동 및 회전시키는 경우에는 타이머와 이러한 타이머를 통한 시간의 경과에 따라 각 구동모터(42)를 구동하는 마이크로 프로세서가 구비되어야 함은 자명하다.

또한, 도 5와 같이 태양전지판(1)의 표면에 먼지 또는 이물질이 쌓이는 것을 방지하면서 태양전지판(1)의 표면을 보호할 수 있도록 태양전지판(1)의 표면에는 투명한 광촉매 코팅을 하여 광촉매 코팅층(6)을 형성하거나, 광촉매 코팅된 투명한 안전판(7)을 태양전지판(1)의 표면에 부착하여 구성할 수도 있는데, 이와 같이 하면 태양전지판(1)의 표면이 매끄럽게 되어 먼지 또는 이물질이 그대로 미끄러져 쌓이지 않게 되므로 별도의 청소없이도 태양전지판(1)의 표면을 항상 깨끗하게 유지 할 수 있어 태양광 발전의 효율을 높일 수 있으며, 어린이들이 장난삼아 돌을 던지거나, 공이 올라가 태양전지판(1)에 부딪히더라도 광촉매 코팅층(6) 또는 안전판(7)에 의해 태양전지판(1)을 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 태양광 발전을 통해 얻어진 전기를 통해 공동 시설물을 구동할 수 있어 모든 사람이 사용하는 시설물을 사용하면서도 별도의 요금을 부담하지 않아도 되는 이점이 있고, 이러한 이유로 다른 곳에서는 쉽게 설치할 수 없었던 인공폭포, 분수와 같은 소비전력이 다소 큰 시설물을 설치하여 보다 풍요롭게 즐길 수 있으며, 태양광 발전을 통해 생산된 전력과 일반 전력을 병용할 수 있어 날씨 또는 계절에 관계없이 시설물을 사용할 수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 태양전지판(1)을 다수의 지주(2)를 통해 비스듬히 설치하여 상기 태양전지판(1) 아래에 그늘공간을 형성하고, 상기 태양전지판(1) 아래쪽 일측에 상기 태양전지판(1)을 통해 발전된 전기를 축적하는 축전지(3)를 구비하며, 상기 축전지(3)의 전원을 단속하는 컨트롤러(10)를 상기 축전지(3)에 연결하고, 공통전기를 사용하는 각 시설물(20)과 연결된 각각의 전원선을 상기 컨트롤러(10)에 연결하여서 된 실외 공통전기 공급시스템에 있어서,

   상기 컨트롤러(10)는, 상기 축전지(3)의 전력을 각 시설물(20)로 인가하기 위한 다수의 스위치(11)와, 상기 다수의 스위치(11) 중 임의의 스위치가 온되었을 때 상기 축전지(3)의 전력 잔여량을 측정하여 그 잔여량이 사용하고자 하는 시설물(20)의 필요 전력용량보다 적을 경우 일반 전력선을 통해 공급된 일반 전력이 상기 각 시설물(20)로 공급되도록 하는 마이크로 프로세서(12)와, 상기 축전지(3)의 전력 잔여량을 측정하는 전력 잔여량 측정회로(13)와, 상기 각 시설물의 필요 전력용량을 저장하는 메모리(14)로 이루어지고,

   상기 축전지(3)의 전력을 직류에서 교류로 변환시키주면서 일반전력과 연계되어 상기 마이크로 프로세서(12)의 명령에 따라 상기 축전지(3)의 전력 또는 상기 일반 전력이 상기 각 시설물(20)에 공급되도록 하는 인버터(4)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지주(2)의 위쪽에 부채꼴 기어(41)를 각각 고정하고, 상기 다수의 태양전지판(1)이 고정된 프레임(5)의 하부 양측에는 구동모터(42)를 고정하며, 상기 각 구동모터(42)의 축에는 상기 부채꼴 기어(41)에 기어결합되는 피니언기어(43)를 각각 고정하고, 상기 프레임(5)의 하부 전후 양측에는 상기 부채꼴 기어(41)의 상면과 구름접촉 가능하게 각각 가이드롤러(44)를 고정하여 시간의 경과 또는 태양의 이동에 따라 상기 태양전지판(1)의 각도가 변할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 통한 실외 공통전기 공급시스템.
4. 삭제
5. 삭제

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