KR101023014B1 - 하이브리드 가로등 - Google Patents

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KR101023014B1
KR101023014B1 KR1020090105368A KR20090105368A KR101023014B1 KR 101023014 B1 KR101023014 B1 KR 101023014B1 KR 1020090105368 A KR1020090105368 A KR 1020090105368A KR 20090105368 A KR20090105368 A KR 20090105368A KR 101023014 B1 KR101023014 B1 KR 101023014B1
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KR
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led lamp
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control
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KR1020090105368A
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지인호
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태창엔이티 주식회사
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    • F21S9/00—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

본 발명은 가로등에 관한 것으로서, 가로등 지주 상단에 설치되는 풍력발전기와, 상기 풍력발전기의 상부에 설치되는 태양전지판, 가로등 지주의 측면 램프 지지대에 설치되는 R.G.B LED램프와, 상기 태양전지판의 각도 및 방향을 조절하여 태양빛을 트래킹하는 트래킹장치와, 태양전지판 하면에 설치되는 히터장치와, 낮과 밤을 구별하여 조명 제어를 위한 낮/밤 감지센서와, 온도/습도센서와, 안개센서 및 LED램프 센서등을 설치하고, 콘트롤장치에서 상기 트래킹장치와 히터장치를 제어함과 아울러 R.G.B LED램프의 점등 및 칼라 제어를 수행하고, 태양전지판과 풍력발전기에서 생산된 전력을 밧데리에 충전시킴과 아울러 각부 동작전원으로 공급하도록 구성됨을 특징으로 한다. 이에 따라 풍력 및 태양력을 겸용으로 사용하여 가로등 조명 제어가 가능하고, R.G.B LED램프를 사용하여 저전력 소비로 조명기능과 아울러 칼라변경으로 주변환경에 따라 식별력을 높이고 미관 조명등으로써의 기능을 겸할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
가로등, 태양전지판, 풍력발전기, R.G.B, LED

Description

하이브리드 가로등{Hybrid streetlight}
본 발명은 가로등 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양 전지판과 풍력 발전기를 함께 설치하여 전력을 자동생산하고 LED램프에 의해 조명하도록 이루어진 하이브리드 가로등에 관한 것이다.
일반적으로 가로등은 외부의 교류전원을 공급받아 나트륨램프 또는 수은 램프를 이용하여 조명하고 있으며, 수동제어 또는 원격제어에 의해 가로등의 전등시간을 조절하는 것이 일반적인 가로등이다.
최근 들어 외부전원을 공급하지 않고 자체 발전 기능을 구비한 가로등에 대한 기술들이 제안되고 있는데, 풍력발전을 이용한 가로등이나, 솔라셀을 설치한 가로등이 개발되고 있다. 그런데 이러한 풍력발전기 또는 솔라셀을 이용한 가로등은, 자체 생산 전력으로 기존의 나트륨 램프나 수은등 램프를 점등시키는 경우 유지시간이 오래가지 못한다는 문제점이 있으며, 이를 극복하기 위해서는 충분한 전력생산이 가능하도록 하기 위해서는 대형 풍력 발전기나 대형 솔라셀을 설치해야 한다는 문제점이 있었다.
종래에도 풍력발전기와 태양전지판을 함께 설치한 가로등으로서 한국등록특허 10-0836269호가 알려져 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 가로등의 구성을 보인 외형도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 태양전지판의 회전구조를 보인 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 가로등은 지면에 지지되는 지주(10)와, 지주(10)의 상단에 회전가능하게 설치된 태양전지판(20)과, 지주(10)의 측면으로부터 연장된 지지바(31)에 설치되어 풍력에 의해 발전하는 풍력발전부(30)와, 지주(10)에 설치되어 태양전지판(20) 및 풍력발전부(30)에 의해 발생된 전기에너지가 축적되는 축전지와, 축전지의 전기에너지를 공급받아 발광하는 램프(40)와, 태양전지판(20) 표면을 세척하는 태양전지판 표면세척부를 포함하여 이루어진다.
그리고, 이동되는 태양을 추적하여 태양전지판(20)을 회동시키는 태양전지판 회동수단(60)이 구비되어 있다.
도 2를 참조하면, 태양전지판 회동수단(60)은 지주(10)의 상단에 태양전지판(20)을 지지하는 지지축(61)의 일단이 끼워져 결합된다. 그리고, 지주(10)의 상단에는 인입된 지지축(61)에 회전력을 전달하는 스텝모터(62)가 마련되고, 이동되는 태양의 조사각을 감지하는 태양조사각 감지센서가 태양전지판(20)에 설치된다. 그리고, 태양조사각 감지센서로부터 감지된 태양방향 감지신호를 수신받아 스텝모터(62)를 제어하는 태양추적 제어부(64)가 마련된다. 지지축(61)과 지주(10)의 사이에 베어링수단(65)이 마련되어 태양전지판(20)의 지지축(61)은 지주(10)의 상단에서 회전된다.
또한 종래 기술에 의한 가로등은 태양전지판(20)의 표면세척부가 모터에 의해 구동되는 무한궤도 체인에 브러시 설치하고, 습도센서에 의해 태양전지판의 표면 습도를 감지하여 구동제어부(511)에 의해 태양전지판(20)의 표면세척을 하도록 구성된다.
이와 같은 종래 기술에 의한 가로등은, 태양전지판(20)과 풍력발전부(30)가 함께 설치된다는 점에서 전력생산 효율을 높일 수 있으나, 태양전지판(20)의 표면세척을 위하여 복잡한 구성을 구비하고 있고, 태양전지판의 태양 추적이 각도 제어는 없고 방향 제어만으로 태양빛을 추적하기 때문에 계절별 태양각도의 문제에 따라 효율성이 떨어진다는 단점이 있다.
또한 풍력발전부(30)가 지주(10)의 측면으로 지지바(11)를 설치하여 돌출된 위치에 설치된다는 문제점이 있다. 즉, 풍력발전부(30)가 가로등의 측면방향으로 돌출된 위치에 설치되기 때문에 주변 물체와의 간섭이나 위험요소가 없어야 하는 설치 제한이 생기며, 가로등을 설치하는 공간이 넓은 면적이 필요하고 이웃하는 물체(건물이나 가로수 등등)와의 거리를 확보하지 못하면 풍력발전 효율이 떨어지거나, 위험 및 방해 요소로 작용되기 때문에 풍력발전기의 크기가 매우 제한적이라는 문제점이 있다.
또한 종래의 가로등은 램프에 대해서 특별히 기술된 사항은 없지만 일반적인 수은등램프나 나트륨 램프를 사용하는 것으로서, 전력소모가 많고 미리 정해진 색의 불빛만으로 조명하기 때문에 주변 상황이나 날씨 상황등에 맞추어서 램프의 색을 바꿀 수 없는 기술이다.
본 발명은 상기와 같은 가로등의 문제점을 개선하기 위하여 태양전지판과 풍력발전기를 가로등 지주에 수직으로 설치함으로써 측면 돌출이 없는 구조의 스마트 하이브리드 가로등을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 태양 전지판의 태양 추적장치를 단순 구성으로 각도와 방향 제어가 가능하도록 함으로써 계절별 시간대별 태양추적을 가장 효과적으로 할 수 있도록 구성함으로써 태양력 발전 효율을 향상시키도록 하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 태양전지판의 하면에 히터장치를 설치하여 겨울철 눈이 쌓이는 경우 눈을 녹여서 제거하도록 함으로써 태양력발전 효율을 향상시키도록 하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 램프를 LED 램프로 설치함으로써 전력소모를 최소화하여 자체 생산 전력만으로 조명이 가능하도록 하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 LED램프를 R.G.B 칼라 LED램프로 구성하여 설치 환경 및 날씨 환경에 따라 자체적으로 자동 조정에 의해 램프의 색상을 가변시켜 조명하도록 함으로써 시각적인 효과와 안전성인 효과를 증대시키기 위한 것이다.
또한 본 발명은 밤/낮을 인식하기 위한 조도센서를 설치하여 자동으로 조명의 점등 제어를 하게 함으로써 무인 가로등으로서 동작되게 하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 하이브리드 가로등은,
가로등 지주에 풍력발전기와 태양광전지판이 설치되어 풍력과 태양력에 의해 생산되는 전력에 의해 가로등 램프를 구동시키는 가로등에 있어서,
고정자의 중심부가 중공부를 이루고, 회전자에 복수의 수직형 날개가 설치되어 가로등 지주의 상단부에 설치되는 풍력발전기와;
상기 풍력발전기의 상부에 설치되고, 각도 및 방향을 조절하여 태양 빛을 트래킹하기 위한 트래킹장치가 구비되는 태양전지판과;
상기 태양전지판의 하면에 부착 설치되는 히터장치와;
상기 풍력발전기의 하부에서 가로등 지주의 측면으로 돌출 설치되는 램프지지대에 설치되는 R.G.B LED 램프와;
가로등 지주에 설치되어 낮/밤을 식별하기 위한 낮/밤 감지센서와;
히터제어를 위한 온도/습도감지용 온도/습도센서와;
R.G.B LED램프의 칼라 조명 제어를 위한 안개감지센서와;
R.G.B LED램프의 조명상태를 감지하기 위한 LED램프 센서와;
상기 트래킹 장치를 제어하기 위한 태양빛의 입사각도를 감지하는 PSD센서와;
상기 PSD센서의 감지신호에 의거하여 트래킹장치를 제어하고, 온도/습도센서에 의거하여 상기 히터장치를 제어하며, 낮/밤 감지센서에 의거하여 상기 R.G.B LED램프를 제어함과 아울러 안개감지센서의 감지신호와 설정된 시간대 및 주변환경 조건에 의거하여 자동으로 R.G.B LED램프의 칼라를 변경제어하고, 상기 태양전지판 및 상기 풍력발전기에서 생산된 전력을 밧데리에 충전시킴과 아울러 각부 전원으로 공급하는 콘트롤장치 및
상기 콘트롤장치의 제어에 의거하여 상기 태양전지판 및 상기 풍력발전기에서 생산된 전력을 충전시키기 위한 밧데리;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 콘트롤장치는,
상기 트래킹장치를 제어하여 태양 빛에 따라 태양전지판의 방향 및 각도를 조절함과 아울러 상기 히터장치를 제어하기 위한 트래킹 및 히터제어부와;
상기 낮/밤 감지센서에 의거하여 R.G.B LED램프의 점등제어를 함과 아울러 안개감지센서 및 설정된 환경조건에 의거하여 R.G.B LED램프의 칼라를 자동으로 제어하고, 상기 온도/습도센서에 의거하여 상기 트래킹 및 히터 제어부로 히터제어신호를 출력하는 메인제어부와;
상기 태양전지판 및 상기 풍력발전기에서 생산된 전력을 밧데리에 충전시킴과 아울러 각부 동작전원으로 공급하는 밧데리 충전 및 전원부와;
상기 메인제어부의 제어에 의거하여 상기 R.G.B LED램프의 점등 및 칼라 조명 제어를 하기 위한 LED 콘트롤러와;
상기 메인 제어부의 제어에 의거하여 고장발생시 고장정보를 미리 설정된 수신처에 송신하기 위한 고정신호 무선송신부와;
사용자의 점검 및 조작제어를 위한 LCD 표시부 및 조작판넬을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 태양전지판은, 테두리에 소정의 경사각도로 세워진 반사경이 더 포함되어 구성되고, 하면에 상기 히터 장치가 설치되어 구성된다.
상기 트래킹 장치는,
상기 풍력발전기의 상부에 설치되어 트래킹 장치 하우징을 이루는 제1브라켓과;
상기 제1브라켓의 일측 및 타측 내벽에 서로 대향하게 고정설치되는 Y축 서보모터 및 Y축 포텐셜메타와;
상기 Y축서보모터의 회전축 및 상기 Y축 포텐셜메타의 회전축에 고정되어 Y축방향 회전제어가 가능하도록 설치되는 제2브라켓과;
상기 Y축 서보모터 및 Y축 포텐셜 메타가 설치된 방향에 대해 직각 방향으로, 상기 제2브라켓의 일측 및 타측 외벽에 고정설치되고 회전축이 제2브라켓의 내측으로 회전가능하게 삽입 설치되는 X축 서보모터 및 X축 포텐셜메타와;
상기 제2브라켓의 내측에서 상기 X축 서보모터 및 X축 포텐셜메타의 회전축에 고정되어 X축 방향으로 회동가능하게 설치되는 회동판과;
상기 회동판에 고정설치되고 상단부에 상기 태양전지판이 고정설치되는 태양전지판 고정축과;
상기 태양전지판의 상면에 설치되어 태양빛의 입사각을 검출하는 PSD센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 풍력발전기는,
중공형 고정자와; 상기 고정자의 중간부에 설치되는 고정자 디스크와; 상기 고정자 디스크에 설치되는 고정자 코일과; 상기 중공형 고정자에 대해 베어링으로 회전가능하게 설치되고 외측부가 일체형으로 고정되는 상하부 회전자 디스크와; 상기 상하부 회전자 디스크의 내측면에 상기 고정자 코일과 대응해서 설치되는 자석과; 상기 상하부 회전자 디스크의 외측부에 적어도 3방향으로 돌출되어 설치되는 날개 결합부와; 상기 날개 결합부에 고정설치되는 수직형 날개를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 수직형 날개는 소정폭과 길이를 가지는 평판의 상단부와 하단부가 서로 직각이 되게 비틀림 형태로 구성되고, 2개의 날개 고정바에 의해 상기 날개 결합부에 고정설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 하이브리드 가로등은, 풍력발전기와 태양전지판을 함께 설치하여 풍력 및 태양력에 의해 생산된 전력으로 가로등의 램프를 구동시키고, 낮/밤 감지센서에 의해 자동으로 전등이 제어되므로 원격지의 무인 가로등으로써 적합하게 운용될 수 있다. 특히 본 발명은 램프를 R.G.B LED램프를 설치하여 조명하게 함으로써 소비전력을 줄일 수 있어서 풍력발전기와 태양전지판에 의해 생산된 전력만으로 충분한 가로등 조명이 가능하게 할 수 있고, R.G.B LED램프를 설치하여 칼라를 환경에 따라 조절함으로써 미관 조명장치로서의 기능도 겸할 수 있는 효과가 있 다. 또한 태양전지판의 각도 및 방향 조절이 가능하여 효율이 향상되며, 풍력발전기의 상부에 태양전지판을 설치함으로써 지주를 중심으로 좁은 반경내에 설치할 수 있어서 주변 설치물과의 간섭을 줄일 수 있는 등의 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 가로등의 외형 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 가로등의 블록도이며, 도 5는 본 발명에 의한 하이브리드 가로등의 트래킹 장치 단면 구성도이고, 도 6은 본 발명에 의한 태양전지판과 풍력발전기의 설치 구성도이다.
가로등 지주에 풍력발전기와 태양광전지판이 설치되어 풍력과 태양력에 의해 생산되는 전력에 의해 가로등 램프를 구동시키는 가로등에 있어서,
고정자의 중심부가 중공부를 이루고, 회전자에 복수의 수직형 날개가 설치되어 가로등 지주(100)의 상단부에 설치되는 풍력발전기(110)와;
상기 풍력발전기(110)의 상부에 설치되고, 각도 및 방향을 조절하여 태양 빛을 트래킹하기 위한 트래킹장치(130)가 설치되는 태양전지판(120)과;
상기 태양전지판(120)의 하면에 부착 설치되는 히터장치(150)와;
상기 풍력발전기(110)의 하부에서 가로등 지주(100)의 측면으로 돌출 설치되는 램프지지대(141)에 설치되는 R.G.B LED 램프(140)와;
가로등 지주(100)에 설치되어 낮/밤을 식별하기 위한 낮/밤 감지센서(181) 와;
히터제어를 위한 온도 및 습도감지용 온도 및 습도센서(182)(183)와;
R.G.B LED램프의 칼라 조명 제어를 위한 안개감지센서(184)와;
R.G.B LED램프의 조명상태를 감지하기 위한 LED램프 센서(185)와;
상기 트래킹 장치를 제어하기 위한 태양빛의 입사각도를 감지하는 PSD센서(135)와;
상기 PSD센서(135)의 감지신호에 의거하여 트래킹 장치(130)를 제어하고, 온도 및 습도센서(182)(183)에 의거하여 상기 히터장치(150)를 제어하며, 낮/밤 감지센서(181)에 의거하여 상기 R.G.B LED램프(140)를 제어함과 아울러 안개감지센서(184)의 감지신호와 설정된 시간대 및 주변환경 조건에 의거하여 자동으로 R.G.B LED램프(140)의 칼라를 변경제어하는 콘트롤장치(160) 및
상기 콘트롤장치(160)의 제어에 의거하여 고, 상기 태양전지판(120) 및 상기 풍력발전기(110)에서 생산된 전력을 충전시킴과 아울러 각부 전원으로 공급하기 위한 밧데리(170);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 콘트롤장치(160)는,
상기 트래킹장치(130)를 제어하여 태양 빛에 따라 태양전지판(120)의 방향 및 각도를 조절함과 아울러 상기 히터장치(150)를 제어하기 위한 트래킹 및 히터제어부(161)와;
상기 낮/밤 감지센서(181)에 의거하여 R.G.B LED램프(140)의 점등제어를 함과 아울러 안개감지센서(184) 및 설정된 환경조건에 의거하여 R.G.B LED램프(140) 의 칼라를 자동으로 제어하고, 상기 온도 및 습도센서(182)(183)에 의거하여 상기 트래킹 및 히터 제어부(161)로 히터제어신호를 출력하는 메인제어부(162)와;
상기 태양전지판(120) 및 상기 풍력발전기(110)에서 생산된 전력을 밧데리(170)에 충전시킴과 아울러 각부 동작전원으로 공급하는 밧데리 충전 및 전원부(163)와;
상기 메인제어부(162)의 제어에 의거하여 상기 R.G.B LED램프(140)의 점등 및 칼라 조명 제어를 하기 위한 LED 콘트롤러(164)와;
상기 메인 제어부(162)의 제어에 의거하여 고장발생시 고장정보를 미리 설정된 수신처에 송신하기 위한 고정신호 무선송신부(165)와;
사용자의 점검 및 조작제어를 위한 LCD 표시부(166) 및 조작판넬(167)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 태양전지판(120)은, 테두리에 소정의 경사각도로 세워진 반사경(122)이 더 포함되어 구성되고, 하면에 상기 히터 장치(150)가 설치되어 구성된다.
상기 트래킹 장치(130)는,
상기 풍력발전기(110)의 상부에 설치되어 트래킹 장치(130) 하우징을 이루는 제1브라켓(136)과;
상기 제1브라켓(136)의 일측 및 타측 내벽에 서로 대향하게 고정설치되는 Y축 서보모터(132) 및 Y축 포텐셜메타(134)와;
상기 Y축서보모터(132)의 회전축 및 상기 Y축 포텐셜메타(134)의 회전축에 고정되어 Y축방향 회전제어가 가능하도록 설치되는 제2브라켓(137)과;
상기 Y축 서보모터(132) 및 Y축 포텐셜 메타(134)가 설치된 방향에 대해 직각 방향으로, 상기 제2브라켓(137)의 일측 및 타측 외벽에 고정설치되고 회전축이 제2브라켓(137)의 내측으로 회전가능하게 삽입 설치되는 X축 서보모터(131) 및 X축 포텐셜메타(133)와;
상기 제2브라켓(137)의 내측에서 상기 X축 서보모터(131) 및 X축 포텐셜메타(133)의 회전축에 고정되어 X축 방향으로 회동가능하게 설치되는 회동판(138)과;
상기 회동판(138)에 고정설치되고 상단부에 상기 태양전지판(120)이 고정설치되는 태양전지판 고정축(139)과;
상기 태양전지판(120)의 상면에 설치되어 태양빛의 입사각을 검출하는 PSD센서(134)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 풍력발전기(110)는,
중공형 고정자(111)와; 상기 고정자(111)의 중간부에 설치되는 고정자 디스크(112)와; 상기 고정자 디스크(112)에 설치되는 고정자 코일(113)과; 상기 중공형 고정자(111)에 대해 베어링(116)으로 회전가능하게 설치되고 외측부가 일체형으로 고정되는 상하부 회전자 디스크(115)와; 상기 상하부 회전자 디스크(115)의 내측면에 상기 고정자 코일(113)과 대응해서 설치되는 자석(114)과; 상기 상하부 회전자 디스크(115)의 외측부에 적어도 3방향으로 돌출되어 설치되는 날개 결합부(117)와; 상기 날개 결합부(117)에 고정설치되는 수직형 날개(101)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 수직형 날개(101)는 소정폭과 길이를 가지는 평판의 상단부와 하단부가 서로 직각이 되게 비틀림 형태로 구성되고, 2개의 날개 고정바(102)에 의해 상기 날개 결합부(117)에 고정설치된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 하이브리드 가로등은,
풍력발전기(110)와, 태양전지판(120)이 함께 설치되고, R.G.B LED램프(140)를 설치하여 풍력 및 태양력에 의해 전기를 생산하여 자체 전력으로 R.G.B LED램프(140)를 구동시키도록 구성된다.
먼저, 풍력발전기(110)는, 가로등 지주(100)의 상단부에 수직형 풍력발전기(110)가 설치된다. 수직형 풍력발전기(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 고정자(111)에 고정자 디스크(112)가 설치되고 고정자 디스크(112)에 고정자 코일(113)이 설치되며, 상하부 회전자 디스크(115)에 자석(114)이 설치되어 고정자(111)에 대해 베어링(116)으로 회전가능하게 설치된다. 회전자 디스크(115)의 외측면에 동일 각도로 배치된 3개의 날개 결합부(117)가 설치되고, 날개 결합부(117)에 날개(101)가 설치된다. 날개(101)는 비틀림 형태의 수직형 날개의 구성으로 이루어져날개 고정바(102)에 의해 고정설치된다.
따라서 가로등 지주(100)의 상단에 수직형 풍력발전기(110)로서 설치된 구성이므로 설치면적을 최소화할 수 있으며, 수직형 날개를 설치하기 때문에 주변의 건물이나 가로수 등의 다른 물체와의 간섭이 없도록 설치할 수 있다.
본 발명은 상기 수직형 풍력발전기(110)의 상부에 태양전지판(120)을 설치하여 가로등 지주(100)의 상단부에서 태양빛을 트래킹할 수 있도록 구성한 것이다. 풍력발전기(110)와 태양전지판(120)을 함께 설치하는 구조에서 풍력발전기(110)의 상부에 태양전지판(120)을 설치한 구조이다. 따라서 태양전지판(120)은 가로등 지주(100) 상단에서 태양빛 추종이 가능해지고, 풍력발전기(110)의 영향으로 자체 냉각기능이 부여된다. 즉, 여름철과 같은 날씨에서는 태양전지판(120)의 발열로 인하여 발전효율이 떨어지는데, 하부에 풍력발전기(110)가 설치되어 냉각 팬 기능을 수행하므로 자체 냉각기능이 이루어져 태양전지판(120)의 발전 효율을 높일 수 있다.
태양전지판(120)의 테두리에는 반사경(121)을 설치하되, 입사되는 태양빛을 가리지 않도록 경사지게 설치함으로써, 반사경에서 반사되어 태양전지판(120)으로 빛이 입사된다. 이에 따라 입사량이 많아져서 발전효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 의한 트래킹 장치(130)는, X,Y축 회동에 의해 방향 및 각도를 함께 조절할 수가 있게 된다. 이는 X축 서보모터(131)와 Y축 서보모터(132)를 각각 X축 포텐셜메타(133) 및 Y축 포텐셜메타(134)의 회동 위치검출값에 의해서 제어한다, 이는 트래킹 및 히터 제어부(161)에서 PSD센서(135)를 통해 검출되는 태양빛의 입사각도에 의해서 트래킹 장치(130)를 제어하는 것이다. 따라서 X축 및 Y축 방향으로 제어할 수 있어서 태양빛의 입사각도를 추종하여 방향 및 각도를 함께 조절할 수 있게 된다. 이때, 초기 조절을 위하여 X.Y축 수동버튼(161a)을 구비하여 가로등 설치시 초기 각도 및 방향을 조정하여 세팅할 수 있도록 한다.
그리고, 히터장치(150)는 겨울철 눈이 쌓여 태양전지판(120)을 덮는 경우를 방지하기 위한 것으로서, 메인제어부(162)에서는 온도 및 습도 센서(182)(183)를 이용하여 겨울철 눈이 내리는 조건을 판단하여 히터장치(150)를 제어할 수 있도록 트래킹 및 히터제어부(161)에 히터 제어신호를 출력하게 된다.
본 발명에 의한 가로등은 무인 가로등으로서 작동되도록 낮/밤 감지센서(181)를 설치하여 자동으로 R.G.B LED램프(140)를 구동시키도록 한다. 이는 통상의 조도 센서를 낮/밤 감지센서(181)로서 설치하여 일정 조도 이하가 되면 자동으로 램프를 점등 시키도록 하는 것으로서 메인 제어부(162)에서 제어하게 된다.
상기 메인 제어부(162)는 안개 감지센서(184)에 의해 안개 감지시 R.G.B LED램프(140)의 조명칼라를 변경시켜 좀더 효과적인 가로등 기능을 수행하게 할 수 있다. 또한 안개 감지뿐아니라 시간대별 또는 주변 밝기 상태별로 R.G.B 칼라를 조절하여 램프의 점등 칼라를 조절하게 함으로써 원거리 식별력을 향상시킬 수 있고 조명 효과를 높일 수 있게 된다. 또한 설치지역별 특성에 따라 조명 칼라를 은은한 조도부터 밝은 조도로 또는 서서히 칼라 변화가 지속적으로 순환되게 하는등 다양한 방식으로 제어할 수 있게 된다. 이러한 칼라 변동 제어는 R.G.B LED램프(140)를 설치하고, LED콘트롤러(164)에 의해 제어하도록 구성하고, 메인제어부(162)에서 칼라 변동 조건을 센서 및 프로그램에 의해 결정하여 제어하도록 함으로써 구현되는 것이다.
한편, 본 발명은 R.G.B LED램프(140)의 구동상태를 감시하기 위하여 LED램프 센서(184)를 설치하고, LED램프 센서(184)에 의해 고정을 감지하게 되면, 메인제어부(162)는 고정신호 무선송신부(165)를 제어하여 원격지에 무선으로 고장신호를 송출하게 한다. 무선 고장신호는 미리 정해진 수신처 즉, 가로등 관제센터에 무선신호로서 고장신호를 송출하게 하여 고장에 대해 즉시 대응할 수 있도록 한다. 이는 원격지에 무인 가로등으로 설치된 경우 자동으로 고장상태를 파악할 수 있기 때문에 효율적인 관리가 가능해진다.
따라서 본 발명에 의한 하이브리드 가로등은, 풍력발전기(110)와 태양전지판(120)을 함께 설치하여 풍력 및 태양력에 의해 생산된 전력으로 가로등의 램프를 구동시키고, 낮/밤 감지센서에 의해 자동으로 전등이 제어되므로 원격지의 무인 가로등으로써 적합하게 운용될 수 있다. 특히 본 발명은 램프를 R.G.B LED램프(140)를 설치하여 조명하게 함으로써 소비전력을 줄일 수 있어서 풍력발전기(110)와 태양전지판(120)에 의해 생산된 전력만으로 충분한 가로등 조명이 가능하게 할 수 있다.
또한 본 발명은 R.G.B LED램프(140)를 설치함으로써, 가로등 조명의 칼라를 설치장소나, 날씨 환경 및 기타 주변 조명환경등을 고려하여 변경시킬 수 있게 된다. 그러므로 단순한 조명기능 뿐아니라 시각적인 이미지 효과도 높일 수 있게된다.
그리고, 본 발명은 수직형 풍력발전기(110)를 가로등 지주(100)의 상단부에 설치하고, 그 풍력발전기(110)의 상부에 트래킹장치(130)에 의해 태양빛을 추종하도록 태양전지판(120)이 설치된 구조로서, 가로등 측면으로 돌출되지 않고 지주의 중심축에 풍력발전기 및 태양전지판 모두가 설치되므로 주변 물체와의 간섭을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 가로등의 구성을 보인 외형도.
도 2는 종래 기술에 의한 태양전지판의 회전구조를 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 가로등의 외형 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 가로등의 블록도.
도 5는 본 발명에 의한 하이브리드 가로등의 트래킹 장치 단면 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 태양전지판과 풍력발전기의 설치 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 가로등 지주 101 : 날개
102 : 날개 고정바 110 : 풍력발전기
111 : 고정자 112 : 고정자 디스크
113 : 고정자 코일 114 : 자석
115 : 상하부 회전자 디스크 116 : 베어링
117 : 날개결합부 120 : 태양전지판
120a : 프레임 121 : 반사경
130 : 트래킹장치 131 : X축 서보모터
132 : Y축 서보모터 133 : X축 포텐셜메타
134 : Y축 포텐셜메타 135 : PSD센서
136 : 제1브라켓 137 : 제2브라켓
138 : 회동판 139 : 태양전지판 고정축
140 : R.G.B LED램프 141 : 램프 지지대
150 : 히터장치 160 : 콘트롤장치
161 : 트래킹 및 히터 제어부 161a : X,Y축 수동버튼
162 : 메인 제어부 163 : 밧데리 충전 및 전원부
164 : LED 콘트롤러 165 : 고장신호 무선송신부
166 : LCD표시부 167 : 조작판넬
160 : 밧데리 181 : 낮/밤 감지센서
182 : 온도센서 183 : 습도센서
184 : 안개센서 185 : LED램프 센서

Claims (6)

  1. 가로등 지주에 풍력발전기와 태양광전지판이 설치되어 풍력과 태양력에 의해 생산되는 전력에 의해 가로등 램프를 구동시키는 가로등에 있어서,
    고정자의 중심부가 중공부를 이루고, 회전자에 복수의 수직형 날개가 설치되어 가로등 지주(100)의 상단부에 설치되는 풍력발전기(110)와;
    상기 풍력발전기(110)의 상부에 설치되고, 각도 및 방향을 조절하여 태양 빛을 트래킹하기 위한 트래킹장치(130)가 설치되는 태양전지판(120)과;
    상기 태양전지판(120)의 하면에 부착 설치되는 히터장치(150)와;
    상기 풍력발전기(110)의 하부에서 가로등 지주(100)의 측면으로 돌출 설치되는 램프지지대(141)에 설치되는 R.G.B LED 램프(140)와;
    가로등 지주(100)에 설치되어 낮/밤을 식별하기 위한 낮/밤 감지센서(181)와;
    히터제어를 위한 온도 및 습도감지용 온도 및 습도센서(182)(183)와;
    R.G.B LED램프의 칼라 조명 제어를 위한 안개감지센서(184)와;
    R.G.B LED램프의 조명상태를 감지하기 위한 LED램프 센서(185)와;
    상기 트래킹 장치를 제어하기 위한 태양빛의 입사각도를 감지하는 PSD센서(135)와;
    상기 PSD센서(135)의 감지신호에 의거하여 트래킹 장치(130)를 제어하고, 온도 및 습도센서(182)(183)에 의거하여 상기 히터장치(150)를 제어하며, 낮/밤 감지센서(181)에 의거하여 상기 R.G.B LED램프(140)를 제어함과 아울러 안개감지센서(184)의 감지신호와 설정된 시간대 및 주변환경 조건에 의거하여 자동으로 R.G.B LED램프(140)의 칼라를 변경제어하는 콘트롤장치(160) 및
    상기 콘트롤장치(160)의 제어에 의거하여 고, 상기 태양전지판(120) 및 상기 풍력발전기(110)에서 생산된 전력을 충전시킴과 아울러 각부 전원으로 공급하기 위한 밧데리(170);를 포함하여 구성되고,
    상기 풍력발전기(110)는,
    중공형 고정자(111)와; 상기 고정자(111)의 중간부에 설치되는 고정자 디스크(112)와; 상기 고정자 디스크(112)에 설치되는 고정자 코일(113)과; 상기 중공형 고정자(111)에 대해 베어링(116)으로 회전가능하게 설치되고 외측부가 일체형으로 고정되는 상하부 회전자 디스크(115)와; 상기 상하부 회전자 디스크(115)의 내측면에 상기 고정자 코일(113)과 대응해서 설치되는 자석(114)과; 상기 상하부 회전자 디스크(115)의 외측부에 적어도 3방향으로 돌출되어 설치되는 날개 결합부(117)와; 상기 날개 결합부(117)에 고정설치되는 수직형 날개(101)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 가로등.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤장치(160)는,
    상기 트래킹장치(130)를 제어하여 태양 빛에 따라 태양전지판(120)의 방향 및 각도를 조절함과 아울러 상기 히터장치(150)를 제어하기 위한 트래킹 및 히터제어부(161)와;
    상기 낮/밤 감지센서(181)에 의거하여 R.G.B LED램프(140)의 점등제어를 함과 아울러 안개감지센서(184) 및 설정된 환경조건에 의거하여 R.G.B LED램프(140)의 칼라를 자동으로 제어하고, 상기 온도 및 습도센서(182)(183)에 의거하여 상기 트래킹 및 히터 제어부(161)로 히터제어신호를 출력하는 메인제어부(162)와;
    상기 태양전지판(120) 및 상기 풍력발전기(110)에서 생산된 전력을 밧데리(170)에 충전시킴과 아울러 각부 동작전원으로 공급하는 밧데리 충전 및 전원부(163)와;
    상기 메인제어부(162)의 제어에 의거하여 상기 R.G.B LED램프(140)의 점등 및 칼라 조명 제어를 하기 위한 LED 콘트롤러(164)와;
    상기 메인 제어부(162)의 제어에 의거하여 고장발생시 고장정보를 미리 설정된 수신처에 송신하기 위한 고정신호 무선송신부(165)와;
    사용자의 점검 및 조작제어를 위한 LCD 표시부(166) 및 조작판넬(167)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 가로등.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지판(120)은, 테두리에 소정의 경사각도로 세워진 반사경(122)이 더 포함되어 구성되고, 하면에 상기 히터 장치(150)가 설치되어 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 가로등.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 트래킹 장치(130)는,
    상기 풍력발전기(110)의 상부에 설치되어 트래킹 장치(130) 하우징을 이루는 제1브라켓(136)과;
    상기 제1브라켓(136)의 일측 및 타측 내벽에 서로 대향하게 고정설치되는 Y축 서보모터(132) 및 Y축 포텐셜메타(134)와;
    상기 Y축서보모터(132)의 회전축 및 상기 Y축 포텐셜메타(134)의 회전축에 고정되어 Y축방향 회전제어가 가능하도록 설치되는 제2브라켓(137)과;
    상기 Y축 서보모터(132) 및 Y축 포텐셜 메타(134)가 설치된 방향에 대해 직각 방향으로, 상기 제2브라켓(137)의 일측 및 타측 외벽에 고정설치되고 회전축이 제2브라켓(137)의 내측으로 회전가능하게 삽입 설치되는 X축 서보모터(131) 및 X축 포텐셜메타(133)와;
    상기 제2브라켓(137)의 내측에서 상기 X축 서보모터(131) 및 X축 포텐셜메타(133)의 회전축에 고정되어 X축 방향으로 회동가능하게 설치되는 회동판(138)과;
    상기 회동판(138)에 고정설치되고 상단부에 상기 태양전지판(120)이 고정설치되는 태양전지판 고정축(139)과;
    상기 태양전지판(120)의 상면에 설치되어 태양빛의 입사각을 검출하는 PSD센서(134)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하이브리드 가로등.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수직형 날개(101)는 소정폭과 길이를 가지는 평판의 상단부와 하단부가 서로 직각이 되게 비틀림 형태로 구성되고, 2개의 날개 고정바(102)에 의해 상기 날개 결합부(117)에 고정설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 가로등.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200460775Y1 (ko) 2010-01-15 2012-06-12 이진호 하이패스 시스템의 제어 장치
KR101234280B1 (ko) * 2011-11-04 2013-02-18 주식회사 씨피이셀 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등
KR101277832B1 (ko) 2011-05-24 2013-06-21 김세희 회전형 태양광 집광판과 풍력을 이용한 가로등
KR101390515B1 (ko) * 2013-01-29 2014-05-27 (주)세화에너지산업 태양광 가로등
KR101593453B1 (ko) * 2015-07-09 2016-02-12 한국건설기술연구원 가로등 시스템
KR101595269B1 (ko) * 2015-12-14 2016-02-18 홍성우 고압용 배전선로 전원 공급 장치
KR20170002263A (ko) 2015-11-20 2017-01-06 (주)지인테크 소수력발전모듈, 태양광발전모듈과 풍력발전모듈을 구비한 모듈형 하이브리드 발전장치
KR101851763B1 (ko) * 2017-12-18 2018-04-24 (주)아성정보 태양광과 풍력을 이용한 중계기
CN108591942A (zh) * 2018-05-11 2018-09-28 浙江利浦尔照明科技股份有限公司 分体式太阳能led路灯
KR20190086828A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 권병운 태양광 발전시스템
CN113915569A (zh) * 2021-09-16 2022-01-11 江苏新时代照明有限公司 一种太阳能电池板可调节的路灯
JP7202583B2 (ja) 2018-12-31 2023-01-12 リール テック カンパニー， リミテッド スマート太陽光発電システム
JP7432967B2 (ja) 2020-04-07 2024-02-19 リール テック カンパニー， リミテッド 太陽光発電用ポールシステムの回転装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126290U (ko) * 1990-03-28 1991-12-19
JPH1131835A (ja) * 1997-07-11 1999-02-02 Natl Aerospace Lab 太陽光熱発電システム
KR100267057B1 (ko) * 1998-03-16 2000-09-15 송용철 원격 가로등 제어 시스템
JP2006269524A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 太陽光発電装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03126290U (ko) * 1990-03-28 1991-12-19
JPH1131835A (ja) * 1997-07-11 1999-02-02 Natl Aerospace Lab 太陽光熱発電システム
KR100267057B1 (ko) * 1998-03-16 2000-09-15 송용철 원격 가로등 제어 시스템
JP2006269524A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 太陽光発電装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200460775Y1 (ko) 2010-01-15 2012-06-12 이진호 하이패스 시스템의 제어 장치
KR101277832B1 (ko) 2011-05-24 2013-06-21 김세희 회전형 태양광 집광판과 풍력을 이용한 가로등
KR101234280B1 (ko) * 2011-11-04 2013-02-18 주식회사 씨피이셀 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등
KR101390515B1 (ko) * 2013-01-29 2014-05-27 (주)세화에너지산업 태양광 가로등
KR101593453B1 (ko) * 2015-07-09 2016-02-12 한국건설기술연구원 가로등 시스템
KR20170002263A (ko) 2015-11-20 2017-01-06 (주)지인테크 소수력발전모듈, 태양광발전모듈과 풍력발전모듈을 구비한 모듈형 하이브리드 발전장치
KR101595269B1 (ko) * 2015-12-14 2016-02-18 홍성우 고압용 배전선로 전원 공급 장치
KR101851763B1 (ko) * 2017-12-18 2018-04-24 (주)아성정보 태양광과 풍력을 이용한 중계기
KR20190086828A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 권병운 태양광 발전시스템
KR102022178B1 (ko) * 2018-01-15 2019-09-17 권병운 태양광 발전시스템
CN108591942A (zh) * 2018-05-11 2018-09-28 浙江利浦尔照明科技股份有限公司 分体式太阳能led路灯
JP7202583B2 (ja) 2018-12-31 2023-01-12 リール テック カンパニー， リミテッド スマート太陽光発電システム
JP7432967B2 (ja) 2020-04-07 2024-02-19 リール テック カンパニー， リミテッド 太陽光発電用ポールシステムの回転装置
CN113915569A (zh) * 2021-09-16 2022-01-11 江苏新时代照明有限公司 一种太阳能电池板可调节的路灯
CN113915569B (zh) * 2021-09-16 2024-03-26 江苏新时代照明有限公司 一种太阳能电池板可调节的路灯

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