KR100922772B1 - 솔라 조명 타일 - Google Patents

Abstract

솔라 조명 타일을 개시한다. 본 발명의 솔라 조명 타일은 베이스와, 베이스와 결합되어 내부에 수납 공간부를 형성하고 상부면 외부에 미끄럼 방지용 복수의 돌기가 형성된 투명 뚜껑체와, 수납 공간부에 수납되어 수납 공간부를 상부 공간부와 하부 공간부로 분리시키는 지지부재와, 지지부재 상면에 상당한 부분을 차지할 정도의 크기로 설치되고, 투명 뚜껑체를 통해 입사된 광을 수광하여 전기적 에너지로 변환시키는 태양전지판과, 태양전지판 상부에 태양전지판의 크기 이상의 크기로 배치되어 지지부재에 의해 지지되고, 하부면에는 태양전지판으로 투과되는 광량이 야간에 조명이 가능할 정도의 전기 에너지가 충분히 충전될 정도의 밀도로 반사패턴이 형성되고, 측면에서 입사되는 광을 반사패턴에 의해 상방향으로 반사시켜서 상기 투명 뚜껑체 방향으로 출사시키는 도광판과, 도광판의 측면에 면접되게 지지부재에 설치되어, 도광판의 측면을 통해 도광판 내부로 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드들과, 하부 공간부에 수납되고 태양전지판으로부터 생성된 전기 에너지를 충전하기 위한 전기 에너지 저장부재와, 하부 공간부에 수납되고 주간에는 태양전지판으로부터 생성된 전기에너지를 전기 에너지 저장부재에 충전시키고, 야간에는 배터리에 충전된 전기 에너지를 발광 다이오드들에 방전시키는 충방전 제어회로가 설치된 회로기판을 포함한다.

Description

솔라 조명 타일{Solar Luminescent Tile}

본 발명은 솔라 조명 타일(SLT:Solar Luminescent Tile)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거리나 도로의 바닥에 매입되거나 건물 외벽에 설치되어 주간에는 태양 에너지를 충전시키고 야간에는 충전된 에너지로 주변을 조명하는 솔라 조명 타일에 관한 것이다.

일반적으로 솔라 조명 타일은 거리나 도로의 바닥에 매입되거나 건물 외벽에 설치되어 주간에는 태양전지판을 통하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시켜서 배터리에 충전시키고 야간에는 충전된 에너지로 발광다이오드를 구동시켜서 주변을 아름다운 불빛으로 조명한다.

따라서 최근에는 야간에 도로나 보도의 경계 표시나 안내 표시등으로 설치하여 보행자의 야간 안전을 도모하고 발광 다이오드의 다양한 색상을 조합하여 주변을 컬러풀하게 조명할 수 있으므로 도시의 거리를 아름답게 조형할 수 있으므로 그 수요가 증가되고 있다.

또한 솔라 조명 타일은 야간에 조명의 아름다움도 주지만 주간에는 충전을 위하여 노상에 노출되게 설치되므로 주변 조형물들과 조화를 이루기 위하여 외관 디자인이나 색체 등도 고려하여 제작되고 있으며 외부 환경에 노출된 상태이므로 외부 환경 즉 습기, 온도 또는 충격 등으로부터 보호될 수 있는 구조가 요구된다.

궁극적으로 솔라 조명 타일은 별도의 외부 전력 공급없이 하루 주간동안(일출부터 일몰까지) 제공된 태양 에너지를 충전하여 하루 야간동안(일몰로부터 일출까지)에 조명이 지속되어야 한다. 특히 솔라 조명 타일은 비오는 날이나 흐린 날 등의 주변 광량이 매우 약한 악 조건에서도 하루 야간동안 조명이 지속될 것이 요구된다.

따라서 솔라 조명 타일은 외부 환경의 한정 설치 조건대문에 주어진 수광면적 내에서 태양전지판의 크기를 최대한 크게 확보하는 것이 항상 설계자의 곤란한 문제였다.

도 1에 도시한 바와 같이 종래의 솔라 조명 타일(10)은 중앙부에 도광판(12)이 설치되고 그 주변부 둘레에 태양전지판(14)이 설치된다. 도광판의 하부면에는 불투명 반사시트를 설치하여 상방으로 광이 출사되도록 되어 있다. 그러므로 종래 방식에서는 도광판과 태양전지판을 겹칠 수 없었다.

그래서 하루 야간동안 조명을 유지할 충분한 에너지를 얻기 위하여 태양전지판의 크기를 증가시키면 도광판의 크기가 줄어들어 조명효과가 떨어지고, 반대로 조명효과를 증대시키기 위하여 도광판의 크기를 증가시키면 태양전지판의 크기가 줄어들어 하루 야간동안 조명을 유지할 정도의 충분한 전기에너지를 저장할 수 없게 되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 도광판과 태양전지판을 겹치게 설치함으로써 주어진 설치공간에서 도광판과 태양전지판의 크기를 최대로 할 수 있는 솔라 조명 타일을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 주간에는 태양광을 하방의 태양전지판으로 통과시키고 야간에는 측방에서 입사된 조명광을 상방향으로 반사시킬 수 있는 새로운 도광판 구조를 가진 솔라 조명 타일을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 태양전지판의 사이즈를 다양하게 설계할 수 있어서 외관 디자인을 자유롭게 할 수 있는 솔라 조명 타일을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔라 조명 타일은 베이스와, 베이스와 결합되어 내부에 수납 공간부를 형성하고 상부면 외부에 미끄럼 방지용 복수의 돌기가 형성된 투명 뚜껑체와, 수납 공간부에 수납되어 수납 공간부를 상부 공간부와 하부 공간부로 분리시키는 지지부재와, 지지부재 상면에 상당한 부분을 차지할 정도의 크기로 설치되고, 투명 뚜껑체를 통해 입사된 광을 수광하여 전기적 에너지로 변환시키는 태양전지판과, 태양전지판 상부에 태양전지판의 크기 이상의 크기로 배치되어 지지부재에 의해 지지되고, 하부면에는 태양전지판으로 투과되는 광량이 야간에 조명이 가능할 정도의 전기 에너지가 충분히 충전될 정도의 밀도로 반사패턴이 형성되고, 측면에서 입사되는 광을 반사패턴에 의해 상방향으로 반사시켜서 상 기 투명 뚜껑체 방향으로 출사시키는 도광판과, 도광판의 측면에 면접되게 지지부재에 설치되어, 도광판의 측면을 통해 도광판 내부로 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드들과, 하부 공간부에 수납되고 태양전지판으로부터 생성된 전기 에너지를 충전하기 위한 전기 에너지 저장부재와, 하부 공간부에 수납되고 주간에는 태양전지판으로부터 생성된 전기에너지를 전기 에너지 저장부재에 충전시키고, 야간에는 배터리에 충전된 전기 에너지를 발광 다이오드들에 방전시키는 충방전 제어회로가 설치된 회로기판을 포함한다.

본 발명에서 지지부재의 상면에는 일정 공간을 한정하기 위한 수납 격벽이 형성되고, 태양전지판은 수납격벽으로 한정된 공간에 설치되고, 수납 격벽으로 한정된 공간은 투명 실리콘 실링재로 채워져 밀봉된다.

본 발명에서 수납격벽 주변의 지지부재의 상면에는 발광다이오드를 수납 지지하기 위한 수납부를 형성하고 도광판의 측면과 면접되는 수납부의 측면에는 통공을 형성하여 발광다이오드로부터 발사된 광을 통과시킨다.

특히 도광판은 모서리 부분이 모따기 처리되고 모따기된 측면에 발광다이오드의 수납부를 면접시킨다.

본 발명에서 반사패턴은 도광판의 하부면을 V 홈 파내기 가공에 의해 기하학적인 도형, 문자 또는 기호 등을 반복적으로 형성한다.

본 발명에서는 기존 솔라 조명 타일과 동일한 크기에서 태양전지판의 크기를 최대화 하여 충전과정을 통해 발생되는 전기에너지량을 극대화 할 수 있으므로 방 전시 제한적으로 사용되었던 전류량을 높일 수 있어 발광다이오드의 발광시간과 발광조도를 높이는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도광판 역시 기존 솔라 조명 타일의 두 배 이상으로 확대됨으로써 조명효과를 최대화 시킬 수 있다. 가장 큰 효과는 현재 태양광에너지에 대한 사용 효율이 낮음을 한 단계 진보시키는 일련의 과정인 가장 큰 효과이다.

또한, 태양전지판의 크기를 다양하게 설계할 수 있으므로 전체적인 외관 디자인 설계를 자유롭게 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 8인치*8인치 타입의 솔라 조명 타일의 사시도이고 , 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이고 도 4는 도 2의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면 본 발명의 솔라 조명 타일(100)은 베이스(110), 투명 뚜껑체(120), 지지부재(130), 태양전지판(140), 도광판(150), 발광다이오드부(160), 전기 에너지 저장부재(170), 제어회로부(180)를 포함한다.

베이스(110)는 상면이 없는 상자형태로 불투명 강화 플라스틱으로 제조된다.

투명 뚜껑체(120)는 저면이 없는 상자형태로 투명 강화 프라스틱으로 제조된다. 솔라 조명 타일은 실외에 설치되므로 외부 충격으로부터 파괴되지 않을 정도로 투명 뚜껑체(120)는 충분한 강도를 가지며 또한 태양광이 90%이상으로 투과될 수 있도록 좋은 광투과율을 가진다. 베이스(110)와 투명 뚜껑체(120)는 서로 체결되어 내부에 수납 공간부(112)를 형성하고 습기의 침투를 방지하기 위하여 결합부는 실리콘 접착제등으로 밀봉되어 완전 방수 상태로 처리된다. 투명 뚜껑체(120)의 상면 외표면에는 복수의 반구체 형상의 돌기들이 형성된다. 이 돌기들은 보도, 계단 또는 바닥에 설치시 보행자의 미끄럼 방지 역할을 한다. 또한 이들 돌기들은 볼록렌즈로 작용하여 태양광이 태양전지판에 집중하도록 하는 역할도 한다.

지지부재(130)는 투명 뚜껑체(120)의 내측면에 내접되는 정사각형 형태의 크기를 가진다. 지지부재(130)는 수납 공간부(112)에 수납되어 수납 공간부(112)를 상부 공간부(114)와 하부 공간부(116)로 분리시킨다.

지지부재(130)의 상부면 중앙 상당한 면적을 차지하도록 사각형을 이루는 수납격벽(132)이 형성된다. 수납격벽(132)으로 한정된 내부 공간에 태양전지판(140)이 설치된다. 그리고 태양전지판(140)을 전기적으로 연결하기 위한 리드선(142)의 종단이 하부 공간부(116)로 인출되도록 통공(133)이 형성된다. 태양전지판(140)이 설치된 수납격벽(132)의 내부공간은 투명 실리콘 실링재(144)로 채워서 태양전지판(140)을 외기로부터 완전 밀봉시킨다.

수납격벽(132)의 네 모서리 부위에 인접한 지지부재(130)의 상면에는 발광다이오드 수납부(134)가 형성된다. 수납부(134)는 각형 실린더 구조로 수납격벽(132)의 모서리를 마주보는 면에는 개구(135)가 형성된다. 수납부(134)의 바닥에는 통공(136)이 형성된다.

수납부(134)의 높이는 수납격벽(132)의 높이보다는 높은 치수를 가지며 도광판(150)이 수평방향으로 움직이지 못하도록 지지하는 역할을 겸한다.

수납격벽(132)이 이루는 4각형의 변에 대응하여 인접한 지지부재(130)의 상면에는 지지돌기(138)가 형성된다. 지지돌기(138)는 수납부(134)와 마찬가지로 도광판(150)이 수평방향으로 움직이지 못하게 지지하는 역할을 한다.

도광판(150)은 정사각형 판체로 출사면으로 제공되는 상부면(152), 반사면으로 제공되는 하부면(154), 길이가 긴 4개의 장측면(156), 입사면으로 제공되고 길이가 짧은 4개의 단측면(158)을 가진다. 길이가 짧은 4개의 단측면(158)은 모서리를 모따기하여 장측면(156)에 대해서 약 45도의 각도를 가진다.

도광판(150)은 수납격벽(132) 상에 놓여지며, 장측면(156)은 지지돌기(138)에 의해 지지되고 단측면(158)은 수납부(134)에 의해 지지된다. 장측면(156)에는 광반사 접착 테이프(157)가 부착되어 도광판(150) 내부의 광이 외부로 출사되는 것을 차단시키고 다시 내부로 반사되도록 한다. 단측면(158)은 수납부(134)의 개구(135) 형성면과 면접되고 발광다이오드로부터 조사된 광이 입사되는 입사면으로 제공된다.

도광판(150)의 하부면(154)에는 반사패턴(155)이 형성된다. 반사패턴(155)은 V 홈 파내기 가공에 의해 별 모양을 반복적으로 형성하여서 된 것이다. 별모양 이외에도 다양한 기하학적인 패턴, 문자, 기호 등으로 형성할 수 있다.

반사패턴(155)의 밀도가 높으면 상부면(152)으로 출사되는 광량이 많아져서 조도가 향상되지만 반대로 반사패턴이 투과되는 광향을 산란시키는 작용을 하여 태 양전지로 전달되는 태양광량을 감소시키게 된다. 또한 반대로 반사패턴의 밀도가 떨어지면 그만큼 반사되는 광량이 줄어들게 되므로 조도가 떨어지게 되지만 반대로 태양전지판에 제공되는 투과되는 광량은 증가하게 된다. 그러므로 필요로 하는 태양광 투과율과 원하는 조도를 유지할 수 있는 반사율의 조건에서 반사패턴의 밀도는 결정되게 된다.

또한 도광판(150)은 광원으로부터 멀어질수록 광량이 감소하므로 광원에서 멀어질수록 반사패턴(155)의 밀도가 높게 형성하는 것이 일반적이나 본 발명에서는 도광판의 네 모서리에 광원이 존재하므로 광원으로부터 거리에 관계없이 반사패턴의 밀도를 균일하게 유지할 수 있어서 반사패턴의 설계 및 제작을 용이하게 한다.

발광다이오드부(160)는 기판(162), 발광다이오드(164), 연결선(166)을 포함한다. 발광다이오드(164)와 연결선(166)은 기판(162)에 납땜에 의해 고정된다. 기판(162)은 수납부(134)에 수납될 정도의 크기를 가지며, 연결선(166)은 수납부(134)의 바닥 통공(136)을 통하여 하부 공간부(116)로 인출되어 하부에 수납되는 제어회로부(180)에 전기적으로 연결된다. 발광아디오드(164)는 수납부(134)의 개구(135)에 위치하여 도광판(130)의 단측면(158)에 발광부가 면접되어 단측면(158)에 광을 조사한다.

전기 에너지 저장부재(170)는 본 발명에서는 울트라 캐패시터를 사용한다. 울트라 캐패시터는 기존의 캐패시터나 충방전 배터리와 비교하여 주변 온도 조건변화에 강하고 충방전 사이클의 제한이 없어서 외부환경에 노출된 조건에서 보다 좋은 조건을 가진다. 다음 표1은 기존의 배처리와 울트라 캐패시터를 비교한 것이 다.

[ 표 1]

충방전 제어회로부(180)는 회로기판(182) 상에 회로부품들(184)을 조립하여 구성한다. 충방전 제어회로부(180)는 태양전지판(140)의 출력전압을 감시하여 출력전압이 일정 전압 이하로 떨어지면 야간으로 인식하여 저장부재(170)에 저장된 전기 에너지를 발광다이오드(164)에 제공하여 점등시키는 방전동작을 제어한다. 반대로 태양전지판(140)의 출력전압이 일정 전압 이상으로 증가하면 주간으로 인식하여 발광다이오드(164)를 소등시키고 태양전지판(140)으로부터 제공된 전기 에너지를 저장부재(170)에 충전시키는 충전동작을 제어한다.

본 발명의 솔라 조명 타일의 조립공정은 먼저 장측면에 반사 테이프가 부착시킨 도광판(150)을 준비한다. 지지부재(130)의 수납격벽(132)의 내부공간에 태양전지판(140)을 설치하고 리드선(142)을 통공(133)을 통하여 지지부재 하부면 방향 으로 인출시킨 다음에 투명 실리콘 실링재(144)로 도포하여 완전 밀봉시킨다. 다음에 수납부(134)의 통공(136)에 연결선(166)을 끼워서 지지부재(130)의 하부면 방향으로 인출시켜서 기판(162)과 발광다이오드(164)를 수납부(134)에 장착시킨 다음에 수납부(134)의 상부를 은박 테이프로 막아서 발광 다이오드부(160)를 고정시킨다. 이어서 수납격벽(132) 상에 도광판(150)을 올려 놓고 지지돌기(138) 및 수납부(134)에 의해 지지되도록 조립한다.

태양전지판(140), 도광판(150), 발광다이오드부(160)이 조립된 지지부재(130)를 투명 뚜껑체(120)의 하부 개구부로부터 밀어 올려서 상부 내면에 도광판(150)의 상부면이 면접되도록 한 다음에 지지부재(130)의 하부면에 접착 실링재(190)를 도포하여 상부 공간부(114)를 외부와 완전히 차단되게 밀봉시킨다.

이어서 하부 공간부(116)에 회로기판(182)와 저장부재(170)를 수납하고 발광다이오드 연결선과 태양전지 리드선과 저장부재(170)의 연결선을 회로기판(182)에 납땜하여 전기적으로 연결시킨다. 이어서 베이스(110)로 투명 뚜껑체(120)의 하부 개구부를 덮고 접착 테이프로 외측면을 감싸서 밀봉시켜서 조립을 완성시킨다. 도 5는 본 발명에 의한 4인치*4인치 타입의 정육면체형 솔라 조명 타일의 외관 사시도를 나타내고, 도 6은 본 발명에 의한 8인치*4인치 타입의 직육면체 타입의 솔라 조명 타일의 외관 사시도를 나타내고, 도 7은 본 발명에 의한 직경 4인치 타입의 원형 솔라 조명 타일의 외관 사시도를 나타낸다. 도시한 바와 같이 솔라 조명 타입의 크기나 형태에 맞추어 태양전지판을 다양하게 설계할 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이 다양한 사이즈의 솔라 조명 타일은 설치 장소에 따라 주변의 미적 조화를 이루도록 조합 설치된다.

본 발명에 따르면, 솔라 조명 타일은 발광 보도블록은 횡단보도와 일반보도 사이의 경계선 상에 설치하거나 보도를 따라 일정 간격으로 설치하거나 계단이나 커브길 정원의 소로길 등에 설치되어 주간에 태양에너지를 전기 에너지로 충전하고 야간에 저장된 전기 에너지로 발광 다이오드를 점등시켜서 야간에 도로와 보도의 경계를 조명하여 교통사고를 미연에 방지하고 도시의 야간 거리를 아름답게 조명할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 8인치*8인치 타입의 정육면체형 솔라 조명 타일의 외관 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 8인치*8인치 타입의 정육면체형 솔라 조명 타일의 외관 사시도.

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

도 4는 도 2의 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 4인치*4인치 타입의 정육면체형 솔라 조명 타일의 외관 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 8인치*4인치 타입의 직육면체 타입의 솔라 조명 타일의 외관 사시도.

도 7은 본 발명에 의한 직경 4인치 타입의 원형 솔라 조명 타일의 외관 사시도.

Claims (6)

1. 베이스;

   상기 베이스와 결합되어 내부에 수납 공간부를 형성하는 투명 뚜껑체;

   상기 수납 공간부에 수납되어 수납 공간부를 상부 공간부와 하부 공간부로 분리시키는 지지부재;

   상기 지지부재 상면에 설치되고, 상기 투명 뚜껑체를 통해 입사된 광을 수광하여 전기적 에너지로 변환시키는 태양전지판;

   상기 태양전지판 상부에 상기 태양전지판의 크기 이상의 크기로 배치되어 상기 지지부재에 의해 지지되고, 하부면에는 반사패턴이 형성되고, 측면에서 입사되는 광을 상기 반사패턴에 의해 상방향으로 반사시켜서 상기 투명 뚜껑체 방향으로 출사시키는 도광판;

   상기 도광판의 측면에 면접되게 상기 지지부재에 설치되어, 상기 도광판의 측면을 통해 도광판 내부로 광을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드들;

   상기 하부 공간부에 수납되고 상기 태양전지판으로부터 생성된 전기 에너지를 충전하기 위한 전기 에너지 저장부재; 및

   상기 하부 공간부에 수납되고 주간에는 상기 태양전지판으로부터 생성된 전기에너지를 상기 전기 에너지 저장부재에 충전시키고, 야간에는 상기 전기 에너지 저장부재에 충전된 전기 에너지를 상기 발광 다이오드들에 방전시키는 충방전 제어회로가 설치된 회로기판을 구비하고,

   상기 지지부재의 상면에는 일정 공간을 한정하기 위한 수납 격벽이 형성되고, 상기 태양전지판은 상기 수납격벽으로 한정된 공간에 설치되고, 상기 수납 격벽으로 한정된 공간은 투명 실리콘 실링재로 채워져 밀봉되고,

   상기 수납격벽 주변의 상기 지지부재의 상면에는 상기 발광다이오드를 수납 지지하기 위한 수납부가 형성되고 상기 도광판의 측면과 면접되는 수납부의 측면에는 발광다이오드로부터 발사된 광을 통과시키기 위한 통공이 형성되고,

   상기 도광판은 모서리 부분이 모따기 처리되고 모따기된 측면에 상기 발광다이오드의 수납부가 면접되는 것을 특징으로 하는 솔라 조명 타일.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 반사패턴은 도광판의 하부면을 V 홈 파내기 가공에 의해 기하학적인 도형, 문자 또는 기호를 반복적으로 형성한 것을 특징으로 하는 솔라 조명 타일.
6. 제1항에 있어서, 상기 반사패턴은 광원으로부터 거리에 관계없이 균일한 밀도로 형성된 것을 특징으로 하는 솔라 조명 타일.

Images