KR100943749B1 - 태양광 발전 가로등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전 가로등에 관한 것으로, 과방전으로 인한 축전지의 수명과 성능 저하를 막기 위하여, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 판과; 상기 태양전지 판에서 생산한 전기를 충전해두는 축전지와; 상기 축전지에 충전된 전기를 이용하여 불을 밝히는 전등부와; 센서와 연결되어 상기 전등부의 점등과 소등을 조절하는 점멸기와; 상기 축전지에 저장된 직류 전기를 상기 전등부에서 사용가능한 교류 전기로 변환하는 인버터와; 상기 축전지의 충전을 조절하는 제어부; 및 상기 제어부의 전단에 위치하며, 상기 축전지의 과방전을 막기 위한 안전회로를 포함하고, 상기 안전회로는 상기 인버터가 전원을 차단하는 경우 일정 시간 이후에 회로가 연결되는 타이머 기능을 갖춘 것을 특징으로 한다.
태양광 발전, 가로등, 태양광 발전 가로등, 축전지, 과방전

Description

태양광 발전 가로등{SOLAR PHOTOVOLTAIC STREET LIGHT}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전 가로등의 블록도,
도 2는 본 실시예에 따른 안전회로의 작동을 나타내는 순서도,
도 3은 종래의 태양광 발전 가로등의 블록도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 태양전지 판 200: 제어부
300: 축전지 400: 점멸기
410: 센서 420: 광센서
500: 인버터 600: 전등부
700: 안전회로
본 발명은 태양광 발전 가로등에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 타이머 기능을 갖춘 안전회로와 직류전원으로 구동되는 광센서를 구비함으로써 축전지의 과방전을 예방하여 축전지의 수명과 성능이 오래도록 유지되는 태양광 발전 가로등에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전(Photovoltaic)은 빛을 받으면 전기가 발생하는 광전효과를 이용하여 태양 빛을 통하여 발전을 하는 것으로 무공해, 무한정한 신 재생에너지의 하나로 각광받고 있다.
한편, 가로등은 도로변을 따라 소정 거리간격으로 설치되어가 또는 공원이나 시설물 주위에 설치되어 일몰 후 도로주변 또는 특정 장소를 일정 조도 이상으로 밝혀주는 기능을 한다. 이러한 가로등은 주로 전력공급소로부터 케이블 및 전주를 통해 제공되는 전기를 동력원으로 하고 있기 때문에, 그 설치장소가 전력공급소와 멀리 떨어진 경우에는 그 거리에 비례하는 만큼의 전주 및 케이블 등이 소요되어 초기 시설비가 과다하게 소요될 뿐만 아니라 케이블의 단락 여부 확인 등의 추가 유지 보수비용이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 태양광 발전을 이용하여 일조시간 동안 발생한 전기를 축전기에 모아두었다가 일몰 뒤에 가로등을 점등하는 태양광 발전 가로등에 대한 수요가 높다.
도 3은 종래의 태양광 발전 가로등의 블록도이다.
종래의 태양광 발전 가로등은 태양전지 판(100), 제어부(200), 축전지(300), 점멸기(400), 인버터(500) 및 전등부(600)를 포함한다.
상기 태양전지 판(100)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시켜주는 반도체 소자인 태양전지(solar cell)를 조합한 것이다.
상기 제어부(200)는 축전지(300)의 과충전 또는 과방전을 막고 전등부(600)의 점등/소등을 제어한다.
상기 축전지(300)는 태양전지 판(100)을 통하여 일조시간 동안 발생한 전기 를 충전한다.
상기 점멸기(400)는 센서(410)에서 데이터를 받아 전등부(600)의 점등/소등을 조절한다. 상기 센서(410)는 광센서를 사용하여 주변의 밝기를 감지하는 것이 일반적이며, 전압센서를 사용하여 일조량에 따른 태양전지 판(100)의 발전량의 변화를 감지하는 것도 있다.
상기 인버터(500)는 축전지(300)에 충전된 직류전원을 전등부(600)에 사용할 수 있는 교류 전원으로 변환하여 전등부(600)에 제공한다.
이러한 종래의 태양광 발전 가로등은 다음과 같이 작용한다.
낮시간 동안은 점멸기(400)에 의하여 전등부(600)는 소등된 상태이고, 태양전지 판(100)을 통하여 생산된 전기는 축전지(300)에 충전된다.
일몰 뒤에는 태양전지 판(100)에서 전기의 생산이 멈추고, 점멸기(400)에 의하여 전등부(600)가 점등된다. 이때, 축전지(300)에 충전된 전기가 인버터(500)에 의하여 교류로 변환되어 전등부(600)에 제공된다.
이와 같이 축전지(300)는 충전과 방전을 반복하는데, 이러한 과정에서 발생하는 과충전과 과방전은 축전지(300)의 성능과 수명의 저하를 가져온다. 특히 날씨가 좋지 못하여 충분한 양의 전기를 생산하지 못한 경우에는 과방전이 발생하기 쉽다.
한편, 인버터(500)와 축전지(300)의 상호작용에 의하여도 축전지(300)의 과방전이 발생하는 경우가 있다. 인버터(500)는 그 자체에 입력전압(약 DC 11.8V)이 정해져 있기 때문에, 그에 미달하는 경우에는 인버터(500) 자체가 전원을 차단하고 이후 전압이 상승하면 다시 전원을 연결하여 전등부(600)로 보낸다. 하지만, 축전지(300)의 특성상 전원공급이 차단되면 축전지의 전압이 조금 상승하는 현상이 발생한다. 따라서, 축전지(300)의 전압이 인버터(500)의 입력전압 이하로 내려가 전원이 차단된 순간 축전지(300)의 전압이 상승하여 입력전압을 만족시켜 인버터(500)가 전원을 연결하고, 다시 전압이 내려가 전원이 차단되는 과정을 반복한다. 결국, 축전지의 성능과 수명을 보장할 수 있는 종지전압 이하로 전압이 내려가는 과방전을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 축전지의 성능과 수명을 보장하기 위하여, 인버터의 입력전압 미만으로 전압이 내려가 전원이 차단된 경우에 일정시간 동안 재접속을 막는 안전회로와 직류전원을 이용한 광센서를 구비하여 축전지의 과방전을 방지하는 태양광 발전 가로등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 태양광 발전 가로등은, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 판과; 상기 태양전지 판에서 생산한 전기를 충전해두는 축전지와; 상기 축전지에 충전된 전기를 이용하여 불을 밝히는 전등부와; 센서와 연결되어 상기 전등부의 점등과 소등을 조절하는 점멸기와; 상기 축전지에 저장된 직류 전기를 상기 전등부에서 사용가능한 교류 전기로 변환하는 인버터와; 상기 축전지의 충전을 조절하는 제어부; 및 상기 제어부의 전단에 위치하 며, 상기 축전지의 과방전을 막기 위한 안전회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 안전회로는 상기 인버터가 전원을 차단하는 경우 일정 시간 이후에 회로가 연결되는 타이머 기능을 갖춘 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 센서는 밝기를 감지하는 광센서이고, 직류전원으로 구동되어 상기 축전지로부터 직접 전원을 공급받는 것이 좋다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전 가로등의 블록도이다.
본 실시예에 의한 태양광 발전 가로등은 태양전지 판(100), 제어부(200), 축전지(300), 점멸기(400), 인버터(500), 전등부(600) 및 안전회로(700)를 포함한다.
기본 구조는 전술한 종래의 태양광 발전 가로등과 유사하므로 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
상기 점멸기(400)는 주변의 밝기를 감지하는 광센서(420)와 연결되어, 광센서(420)의 감지에 따라 일몰이라고 판단되면 상기 전등부(600)를 점등시키고 일출이라고 판단되면 전등부(600)를 소등시킨다. 이때, 광센서(420)는 직류전원에 의하여 작동되기 때문에 상기 인버터(500)를 거치지 않고 상기 축전지(300)에서 직접 전원을 공급받는다. 따라서, 축전지(300)에 저장된 전기가 광센서(420)의 작동을 위하여 인버터(500)를 거칠 필요가 없기 때문에 평소에도 소비전력이 최소화될 뿐만 아니라, 일몰 시에만 인버터(500)를 구동시키므로 날씨가 흐려 충분한 양을 충전하지 못하는 날에는 충전 양이 종래의 태양광 발전 가로등에 비하여 상대적으로 많다.
상기 안전회로(700)는 전체 시스템상 인버터(500)의 전단에 위치하며, 타이머 기능을 갖추고 있어 인버터(500)에 의하여 전원이 차단되면 일정 시간 동안 회로를 차단한 뒤에 회로를 연결한다.
도 2는 본 실시예에 따른 안전회로의 작동을 나타내는 순서도이며, 이를 통하여 안전회로의 동작을 자세하게 살펴본다.
안전회로(700)는 축전지(300)와 인버터(500)의 사이에 위치하고, 기본적으로 회로가 연결된 상태이다(S11).
축전지(300)의 전압이 인버터(500)의 입력전압 미만으로 내려가면 인버터(500)는 전원을 차단한다(S12).
인버터(500)에서 전원이 차단되면, 안전회로(700)도 차단되고(S13), 안전회로(700)의 타이머가 카운트를 시작한다(S14).
카운트가 끝나면, 안전회로(700)는 다시 연결된다(S15).
따라서 전원의 차단 순간 축전지(300)의 전압이 상승하더라도 안전회로(700)가 카운트 중이라 전류는 차단되어 있어 종래와 같은 오작동이 발생하지 않는다.
또한, 안전회로(700)가 연결된 뒤에는 축전지(300)의 전기 충전상태와 광센서(420)에 의하여 제어부(200)와 점멸기(400) 및 인버터(500)가 정상적으로 작동한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없 이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 태양광 발전 가로등에 의하면, 타이머 기능을 갖춘 안전회로를 구비함으로써 인버터의 입력전압 밑으로 전압이 내려간 경우에 축전지의 특성에 의하여 전원이 연결되는 것을 막는 효과가 있다.
또한, 직류전원으로 구동되는 광센서를 구비함으로써 소비전력을 낮추고, 충분히 충전되는 못하는 날씨에도 충전량을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
결과적으로 축전지의 과방전을 예방하여 축전지의 수명과 성능이 오래도록 유지되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 판과;
    상기 태양전지 판에서 생산한 전기를 충전해두는 축전지와;
    상기 축전지에 충전된 전기를 이용하여 불을 밝히는 전등부와;
    센서와 연결되어 상기 전등부의 점등과 소등을 조절하는 점멸기와;
    상기 축전지에 저장된 직류 전기를 상기 전등부에서 사용가능한 교류 전기로 변환하는 인버터와;
    상기 축전지의 충전을 조절하는 제어부; 및
    상기 제어부의 전단에 위치하고 상기 축전지의 과방전을 막기 위해 상기 인버터가 전원을 차단하는 경우 일정 시간 이후에 회로가 연결되는 타이머 기능을 갖는 안전회로를 포함하며,
    상기 센서는 밝기를 감지하는 광센서이고, 직류전원으로 구동되어 상기 축전지로부터 직접 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 가로등.
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