KR101032830B1 - 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장 - Google Patents

태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장 Download PDF

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Abstract

승강장으로 쪼이는 자외선을 차단하고 태양발전 된 전원에 의해 발광하는 LED의 점광원을 면광원으로 하여 승강강과 그 주변을 조명할 수 있도록 한 구조를 갖는 태양발전 조명장치를 구비한 버스승강장이 제공된다. 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장은 두개의 메인기둥 및 그 상부에 횡으로 연결된 가로보와; 상기 두개의 메인의 사이에 일정한 간격으로 설치되어 상기 가로보를 지탱하는 적어도 하나 이상의 세로보들과; 상기 두 개의 메인기둥과 가로보 및 세로보들 사이에 일정한 경사각으로 설치된 다수의 패널 서포터들과; 축전지와, 상기 축전지로부터 부하로 공급되는 전압을 스위칭하는 LED 램프 어레이 구동회로가 실장 되어 상기 패널 서포터 중 어느 하나에 결합된 제어박스와; 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 축전지를 충전하는 태양전지패널과, 상기 제어박스로부터 출력되는 전압에 의해 점등되어 빛을 전 방향으로 발산하는 적어도 하나 이상의 LED가 배열되어 상기 태양전지패널의 측면에서 가로방향으로 설치된 LED램프모듈과, 일 측면이 상기 LED램프모듈의 전 방향에 밀착 결합되어 측면으로 입사되는 상기 LED램프의 점광원을 전 방향으로 도광시켜 면광원으로 변환하여 그 하부를 조명하는 조명패널로 구성된다.

Description

태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장{Bus stations having Solar Cell illuminating device}
본 발명은 버스 승강장에 관한 것으로, 보다 상세하게는 승강장으로 쪼이는 자외선을 차단하고 태양발전 된 전원에 의해 발광하는 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)의 점광원을 면광원으로 하여 승강강과 그 주변을 조명할 수 있도록 한 구조를 갖는 태양발전 조명장치를 구비한 버스승강장에 관한 것이다.
종래의 승강장, 예를 들면, 버스, 택시 등 승강장의 조명은 주로 220VAC의 상용교류전원에 의해 구동되는 형광등과 같은 전구를 이용하는 구조로 된 것이 일반적이다. 그러나 상기와 같은 전구를 점등하는 구조를 갖는 종래의 버스승강장은 농촌등과 같이 전기 공급이 원활하지 못한 도로 주변이나 전기 공급 시설이 없는 경우 설치할 수 없는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 태양 발전된 전력에 의해 LED조명을 구동하는 버스승강장이 개발되었으며, 특허문헌 1에 기재된 "태양광을 이용한 버스승강장 조명장치"를 그 예로 들 수 있다.
[특허문헌 1]
등록특허공보 제10-0709723호(등록일 2007. 04. 13.)
위 특허문헌 1에 기재된 종래의 기술은, 주간에는 태양전지(Solar Cell)에서 발전된 전기에너지를 축전지에 충전하고 야간에 자동으로 축전지에 충전된 전력에 의해 승강장에 설치된 LED램프를 구동하도록 구성되어 있다. 그러나 상기와 같이 구성된 종래의 기술은 점광원인 LED램프를 구동하여 승강장을 조명하도록 구성된 것으로, 주변의 휘도가 불규칙한 문제가 있었다.
즉, 일정한 넓이를 갖는 버스승강장인 경우, 승강장 전체를 조명하기 위해서는 LED램프가 다수 접속된 LED램프 어레이를 적어도 둘 이상 설치하여야 하는 문제가 있었다. 또한, 지붕을 투명한 소재로 설치하는 경우 위로부터 쬐여지는 자외선으로부터 승강장에 승차대기 중인 사람의 피부를 보호할 수 없었고, 지붕을 불투명소재로 설치하는 경우 주간에 자연 채광이 되지 않아 승강장이 어두운 현상과 더불어 위쪽의 주변 경관을 볼 수 없는 불편함이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 승강장으로 내려 쪼이는 자외선을 효과적으로 차단함과 동시에 태양발전 된 전원에 의해 발광하는 LED의 점광원을 면광원으로 하여 승강강과 그 주변을 효율적으로 조명할 수 있도록 한 구조를 갖는 승강장을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 최소한의 태양발전 전력으로 넓은 공간을 효율적으로 조명할 수 있는 구조를 갖는 버스승강장을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 두개의 메인기둥 및 그 상부에 횡으로 연결된 가로보와; 상기 두개의 메인의 사이에 일정한 간격으로 설치되어 상기 가로보를 지탱하는 적어도 하나 이상의 세로보들과; 상기 두 개의 메인기둥과 가로보 및 세로보들 사이에 일정한 경사각으로 설치된 다수의 패널 서포터들과; 축전지와, 상기 축전지로부터 부하로 공급되는 전압을 스위칭하는 LED 램프 어레이 구동회로가 실장 되어 상기 패널 서포터 중 어느 하나에 결합된 제어박스와; 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 축전지를 충전하는 태양전지패널과, 상기 제어박스로부터 출력되는 전압에 의해 점등되어 빛을 전 방향으로 발산하는 적어도 하나 이상의 LED가 배열되어 상기 태양전지패널의 측면에서 가로방향으로 설치된 LED램프모듈과, 일 측면이 상기 LED램프모듈의 전 방향에 밀착 결합되어 측면으로 입사되는 상기 LED램프의 점광원을 전 방향으로 도광시켜 면광원으로 변환하여 그 하부를 조명하는 조명패널로 구성되어 상기 패널 서포터의 상부에 설치된 지붕으로 구성함을 특징으로 한다.
상기 조명패널은 측면으로 입사되는 점광원을 면으로 도광시키는 폴리카보네이트패널과, 상기 폴리카보네이트의 상부에 결합되어 상부측으로부터 입사되는 자연광을 투과시키고 하부측의 빛을 반사하는 반투과 편광필름과, 상기 반투과 편광 필름의 상부에 형성되어 자외선을 차단하는 자외선차단필름으로 구성함을 특징으로 한다.
상기 LED 램프 어레이 구동회로는 입력되는 직류전압을 디밍제어신호에 따른 전압레벨로 일정 하게 유지하여 상기 LED램프로 공급하는 전원공급기(SMPS : Switched-mode power supply)와, 전원공급신호에 응답하여 상기 축전지의 전압을 상기 전원공급기로 공급하는 스위치와, 주야를 판별하기 위한 감지신호를 출력하는 광센서(Cds)와, 승강장의 주변에 사람의 유무를 감지하는 인체감지센서와, 상기 광센서로부터 감지신호에 응답하여 상기 전원공급신호를 출력하며 인체감지센서의 출력에 응답하여 SMPS로 디밍신호(dimming signal)를 출력하는 제어부(microprocessor)(MPU)(46)로 구성함을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따라 위와 같이 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장은 승강장의 하부로 비추어지는 강한 햇볕의 자외선을 차단함으로써 승강장 이용자의 피부를 보호할 수 있고, 주간에는 태양발전 된 전력을 축전지에 축전하였다가 야간에 축전지에 축정된 전력에 의해 구동되는 LED램프의 점광원을 도광판에 의해 면광원으로 확대하여 그 하부를 비춤으로써 최소한의 전력으로 승강장을 최대의 밝기로 조명할 수 있는 이점이 있다. 또한, 야간에 버스 승강장에 사람이 없을 경우 최저의 조도로 조명하다가 사람이 검출되는 경우 자동으로 조도를 밝게 조절함으로써 태양전지의 발전에 의해 전압을 충전하고 있는 배러리의 전력소모를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 버스 승강장의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 버스 승강장의 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 버스승강장의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED 램프 어레이 구동회로도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 버스 승강장(10)은 지상에 설치된 두 개의 메인기둥(12)의 사이에 적어도 둘 이상의 세로보들(16)이 설치되며, 상기 두 개의 메인기둥(12)과 상기 세로보들(16)의 상부에는 가로보(14)가 횡으로 결합되어 있다. 이때, 메인기둥(12)과 세로보들(16)은 H형강 또는 H형강의 형태로 제작된 것이며, 가로보(14)는 원형 파이프로 구성 된다.
상기 두 개의 메인기둥(12)의 상부와 상기 가로보들(16)에는 일정한 간격으로 설치되어 전고후저의 경사각을 가지고 상기 세로보들(16)의 윗부분에 결합된 다수의 패널 서포터들(18)이 도 2, 도 3과 같이 결합되어 있다. 이때, 결합은 용접 또는 볼트와 너트 등의 결합수단을 이용하여 손쉽게 할 수 있다. 상기 다수의 패널 서포터들(18) 중 어느 하나의 뒷부분의 하단부에는 축전지(20)와 상기 축전지(20)로부터 부하로 공급되는 전압을 스위칭하는 LED 램프 어레이 구동회로(50)가 실장된 제어박스(22)가 설치되어 있다.
상기 다수의 패널 서포터들(18)의 상부에는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 축전지(20)를 충전하고, 상기 제어박스(22)로부터 출력되는 전압에 의해 점광원을 면광원으로 변화하여 승강장(10)의 하부를 조명하며 강한 햇볕의 자외선을 차단하는 조명패널(28)이 설치된다.
상기 조명패널(28)은 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 축전지(20)를 충전하는 태양전지패널(24)과, 상기 제어박스(22)로부터 출력되는 전압에 의해 점등되어 빛을 전 방향으로 발산하는 적어도 하나 이상의 LED램프(27)가 배열되어 상기 태양전지패널(24)의 가로방향의 측면에 설치된 LED램프모듈(26)과, 일 측면이 상기 LED램프모듈(26)의 전 방향에 밀착 결합되어 측면으로 입사되는 상기 LED램프(27)의 점광원을 전 방향으로 도광시켜 면광원으로 변환하여 그 하부를 조명하는 조명패널(28)로 구성되어 있다.
상기 조명패널(28)은 측면으로 입사되는 점광원을 면으로 도광시키는 폴리카보네이트패널(polycarbonate panel)(30)과, 상기 폴리카보네이트(28)의 상부에 결합되어 상부측으로부터 입사되는 자연광을 투과시키고 하부측의 빛을 반사하는 반투과 편광필름(32)과, 상기 반투과 편광 필름(32)의 상부에 형성되어 자외선을 차단하는 자외선차단필름(34)으로 구성되어 있다.
상기 제어박스(22)내의 LED 램프 어레이 구동회로(50)는 입력되는 직류전압을 디밍제어신호에 따른 전압레벨로 일정 하게 유지하여 상기 LED램프(27)로 공급하는 SMPS(38)와, 전원공급신호에 응답하여 상기 축전지(20)의 전압을 상기 SMPS(38)로 공급하는 스위치(40)와, 주야를 판별하기 위한 감지신호를 출력하는 광센서(42)와, 승강장의 주변에 사람의 유무를 감지하는 인체감지센서(44)와, 상기 광센서로부터 감지신호에 응답하여 상기 전원공급신호를 출력하며 인체감지센서의 출력에 응답하여 SMPS로 디밍신호를 출력하는 제어부(46)로 구성되어 있다.
햇볕이 지면으로 내려 쪼이는 주간에 본 발명의 실시 예에 따른 버스 승강장(10)의 하부에는 자외선이 차단된 볕만이 하부에 비추어진다. 즉, 강한 햇볕의 자외선은 조명패널(28)의 최상단부에 적층된 자외선 차단필름(34)에 의해 차단된 후 그 하부에 형성된 반투과 편광필름(32)과 폴리카보네이트(30)를 통해 지면으로 투과된다. 따라서 버스승강장(10)에는 강한 자외선이 차단된 빛만이 비추어짐으로서 버스승강장(10)의 이용자들의 피부를 자외선으로부터 보호할 수 있다.
또한, 지붕으로 형성된 조명패널(28)의 뒷부분에 형성된 태양전지패널(24)은 주간의 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 패널 서포트들(18)의 뒷부분의 하부에 설치된 제어박스(22)에 실장된 축전지(20)를 충전한다.
한편, 도 4에 도시된 LED 램프 어레이 구동회로(50)내의 광센서(42)는 주간 감지신호를 제어부(46)로 출력한다. 이때, 상기 제어부(46)는 상기 광센서(42)로부터 출력되는 주간감지신호에 의해 스위치(40)를 오프하여 축전지(20)로부터 SMPS(38)로 공급되는 전압을 차단하여 주간에 LED램프(27)가 점등되는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 버스승강장(10)은 주간에 강한 햇볕의 자외선을 차단하여 승강장 이용자의 피부를 보호하고, 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 축전지(20)에 전압을 충전하도록 동작함을 알 수 있다.
시간이 경과하여 야간이 되면, 광센서(42)를 미리 설정된 기준값과 광량의 감지값을 비교하여 현재의 광량 감지값이 미리 설정된 기준값보다 작아지는 경우 야간감지신호를 제어부(46)로 출력한다. 이때, 상기 제어부(46)는 광센서(42)의 야간감지신호에 응답하여 스위치(40)로 전원공급신호를 공급하여 "온"시킨다.
상기 스위치(40)가 "온"되면, 축전지(20)에 충전된 전압이 SMPS(38)로 입력되며, 상기 SMPS(38)는 입력되는 전압을 디밍제어신호에 따른 전압레벨로 일정하게 유지하여 LED램프모들(26)내의 각 LED램프(27)로 공급한다. 여기서 디밍제어신호라 함은 야간에 버스승강장(10)의 지붕아래에 사람이 위치하는 것에 따라 조도를 다르게 제어하기 위한 신호로서 사람이 없는 경우에는 최소의 밝기로 LED램프(27)를 점등하고, 사람이 감지되는 경우 LED램프(27)를 최대의 밝기로 점등하기 위한 전압레벨 제어신호를 의미한다.
상기 디밍제어신호는 버스승강장(10)의 주면에 사람의 유무를 검출하는 인체검지센서(44)의 출력에 따라 제어부(46)로부터 선택적으로 출력된다. 예를 들면, 버스승강장(10)의 주변에서 사람이 있는 경우에는 LED램프(27)를 최대의 밝기로 점등하기 위한 디밍제어신호를 출력하고, 버스승강장(10)의 주변에서 사람이 없는 경우에는 LED램프(27)를 최소의 밝기로 점등하기 위한 디밍제어신호를 출력한다.
상기 스위치(40)를 통하여 축전지(20)로부터 방전되는 전압을 입력하는 SMPS(38)는 따른 전압레벨로 출력전압을 일정하게 유지하여 LED램프모들(26)내의 각 LED램프모듈(26)내의 다수의 LED램프(27)로 공급한다. 이때, 상기 LED램프(27)는 소형으로 점등 시 점광원을 생성한다. 즉, 발광체의 주변으로 확산되는 빚을 발생한다.
상기 LED램프모듈(26)내의 모든 LED램프(27)의 전 방향(빛이 발산되는 방향)은 도 3에 도시된 바와 같이, 도광판으로 작용하는 폴리카보네이트 패널(30)의 가로방향의 일측면에 결합되어 있다. 이때, 상기 폴리카보네이트 패널(30)은 측면으로 입사되는 점광원의 빛을 전방향으로 반사시켜 진행시킴으로서 LED램프(27)의 점광원은 면광원으로 변환되어 보다 넓은 범위로 확산된다.
이때 폴리카보네이트 패널(30)의 상부에는 윗면으로 입사되는 자연광의 빛을 아래 부분으로 투과시키고 하부측으로 입사되는 빛을 반사하는 반투과 편광필름(32)이 적층되어 있기 때문에 폴리카보네트 패널(30)의 측면으로 입사되어 면광원으로 변환된 대다수의 빛이 하부로 비추어지기 때문에 버스 승강강(10)를 밝게 조명할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장은 주간의 자외선을 효과적으로 차단하여 버스승강장을 이용하는 사람들의 피부를 보호할 수 있고, 주간에 태양전지패널에서 발전된 전력을 충전하는 축전지의 전력에 의해 발광되는 LED램프의 점광원을 면광원으로 변환하여 넓게 확산함으로서 최소한의 전압으로 버스승강장을 조명할 수 있다.
10 : 승강장, 12 : 기둥, 14 : 가로보, 16 : 세로보, 18 : 패널 서포터, 20 : 축전지, 22 : 제어박스, 24 : 태양전지패널, 26 : LED램프, 28 : 조명패널, 30 : 폴리카보네이트, 32 : 반투과 편광필름, 34 : 자외선차단필름, 36 : 스위치, 38 : 전원공급기, 40 : 스위치, 42 : 광센서, 44 : 인체감지센서, 46 : 제어부,

Claims (3)

  1. 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장에 있어서, 두 개의 메인기둥 및 그 상부에 횡으로 연결된 가로보와; 상기 두 개의 메인기둥의 사이에 일정한 간격으로 설치되어 상기 가로보를 지탱하는 적어도 하나 이상의 세로보들과; 상기 두 개의 메인기둥의 상부와 상기 가로보에 일정한 간격으로 설치되어 전고후저의 경사각을 가지고 상기 세로보들의 윗부분에 결합된 다수의 패널 서포터들과; 전압을 충전하는 축전지와 그로부터 부하로 공급되는 전압을 스위칭하는 LED 램프 어레이 구동회로가 실장 되어 상기 패널 서포터 중 어느 하나에 결합된 제어박스와; 상기 다수의 패널 서포터들의 뒷부분의 상부에서 가로방향으로 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 축전지를 충전하는 태양전지패널과; 상기 제어박스로부터 출력되는 전압에 의해 점등되어 빛을 전 방향으로 발산하는 적어도 하나 이상의 LED가 배열되어 상기 태양전지패널의 가로방향의 측면에 설치된 LED램프모듈과; 일 측면이 상기 LED램프모듈의 전 방향에 밀착 결합되어 측면으로 입사되는 상기 LED의 점광원을 전 방향으로 도광시켜 면광원으로 변환하여 그 하부를 조명하는 폴리카보네이트패널과; 상기 폴리카보네이트패널의 상부에 결합되어 상부측으로부터 입사되는 자연광을 투과시키고 하부측의 빛을 반사하는 반투과 편광필름과, 상기 반투과 편광 필름의 상부에 형성되어 자외선을 차단하는 자외선차단필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 LED 램프 어레이 구동회로는 입력되는 직류전압을 디밍제어신호에 따른 전압레벨로 일정 하게 유지하여 상기 LED램프로 공급하는 전원공급기와, 전원공급신호에 응답하여 상기 축전지의 전압을 상기 전원공급기로 공급하는 스위치와, 주야를 판별하기 위한 감지신호를 출력하는 광센서와, 승강장의 주변에 사람의 유무를 감지하는 인체감지센서와, 상기 광센서로부터 감지신호에 응답하여 상기 전원공급신호를 출력하며 인체감지센서의 출력에 응답하여 전원공급기로 디밍신호를 출력하는 제어부로 구성함을 특징으로 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장.
KR1020100108370A 2010-11-02 2010-11-02 태양발전 조명장치를 구비한 버스 승강장 KR101032830B1 (ko)

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