KR101183189B1 - 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 태양전지셀을 내장한 발전모듈을 구비하여 전기를 자체적으로 생산하는 전기생산부와; 전기생산부에서 생산된 직류전기를 교류전기로 변환하는 인버터와; 인버터에서 변환된 교류전기를 전기사업자에게 공급하거나, 전기사업자로부터 교류전기를 공급받는 전력공급선과; 전력공급선을 통해 오가는 전기량을 가감하여 계량하는 전기계량부와; 램프의 점등과 소등 시간을 제어하는 타이머와; 전기생산부에서 전기사업자로 공급되는 전기를 단속하거나, 전기사업자에서 램프로 공급되는 전기를 단속하는 차단기로 구성되는 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등에 있어서, 상기 차단기는 전기생산부와 전력공급선 간의 전기 공급을 단속하는 제1차단기와, 램프와 전력공급선 간의 전기 공급을 단속하는 제2차단기와, 제1차단기와 제2차단기로의 전기 공급을 한꺼번에 단속하는 적어도 하나 이상의 주차단기로 구성함으로써 자가발전 가로등의 구조를 간소화하여 자가발전 가로등의 제조가 용이하고, 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 간소화된 구조로 인해 유지, 보수가 용이하고, 시공비가 저렴한 이점이 있으며, 소비 전기를 현저히 낮추어 전기 요금 부담이 크게 경감되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등 {A street lights equipped with by self-generation power system}

본 발명은 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 자가발전 가로등의 발전모듈을 통해 생산한 전기를 전기사업자로 보내고, 가로등을 점등할 때는 전기사업자로부터 전기를 공급받아 점등이 이루어지도록 함으로써 자가발전 가로등의 구조를 간소화하여 제조, 설치 및 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라, 소비전력을 크게 감소시켜 전기요금을 절감할 수 있게 한 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등에 관한 것이다.

일반적으로 가로등은 도로나 공원, 아파트 단지 등에 설치되어 차량의 야간 운행이나, 보행자의 야간 통행시에 안전을 도모함과 동시에 주변의 미관을 개선하기 위한 조명 수단으로써 통상적으로는 일정 지역이나, 일정 구간에 걸쳐서 일정한 거리마다 설치하게 된다.

따라서 야간에만 선택적으로 점등되는 가로등의 점등을 제어하기 위해서는 일정 구간마다 설치되는 제어반에 타이머 등을 설치하여 타이머에 의해 가로등의 점등 시간을 제어하는 것이 일반적이다.

그런데 위와 같은 종래의 가로등은 보통 시간당 200~400W 정도의 전기를 소비함으로써 년간 소비전력이 방대하기 때문에 전기 요금 부담이 가중되는 문제점이 있었다.

그리하여 최근에는 태양전지셀이나, 풍력발전기 등을 내장한 발전모듈과, 발전모듈에서 생산된 전기를 비축하는 축전지와, 축전지에서 공급되는 직류전기를 가로등을 점등하는데 사용하는 교류전기로 변환하는 인버터와, 축전지의 과방전을 방지하고, 인버터의 작동을 제어하며, 가로등의 점등과 소등을 통합적으로 제어하는 통합제어부로 구성된 자가발전 가로등의 사용이 점차 증가하고 있는 실정이다.

그런데 위와 같은 종래의 자가발전 가로등의 전력 시스템은 낮 시간에 발전모듈에 의해 생산된 전기를 가로등 내부에 설치된 축전지에 저장하였다가, 해가 진 후 가로등을 점등할 시간이 되면 가로등 내부에 설치된 축전지에 저장된 전기를 사용하여 가로등을 점등하게 된다.

따라서 태양전지셀을 내장한 발전모듈이 전기를 충분히 생산할 수 있을 정도로 낮 시간의 일조량이 충분하지 않거나, 풍력발전기를 설치한 발전모듈이 충분한 전기를 생산할 수 있을 정도로 바람이 불지 않는 경우 등으로 인해 축전지에 저장된 전기량이 충분하지 않은 경우에는 해가 진 후 가로등을 점등해야 할 야간 시간 동안에 가로등을 지속적으로 점등하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 가로등 내부에 축전지를 설치하는 경우에는 가로등의 구조가 복잡해지고, 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라, 가로등을 설치할 때 축전지의 안전을 위한 보강 조치가 필요하므로 공사비가 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 가로등 내부에 축전지가 설치되는 경우에는 가로등 외부에서 물리적인 충격이 가해지면 축전지가 합선되어 화재가 발생하거나, 충격에 의해 폭발을 일으키는 등의 안전사고가 발생할 위험이 클 뿐만 아니라, 비가 많고 습도가 높은 여름 장마철의 경우에는 축전지의 단자 부분이 부식되어 축전지의 정상적인 작동이 이루어지지 않는 경우가 빈번하며, 동절기에 외부 기온이 크게 낮아지면 축전지의 성능이 현저히 저하되는 등 축전지의 사용에 따른 많은 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 자가발전 가로등에서 축전지를 사용하지 않고, 발전모듈로 생산한 전기를 전기사업자으로 즉각 보내고, 전기사업자에서 전기를 받아서 램프를 점등함으로써 자가발전 가로등의 구조를 간소화고, 자가발전 가로등의 전기소비를 낮추어 전기요금을 절감할 수 있도록 한 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등을 제공하는 데 있다.

본 발명은 발전모듈(1)을 구비하여 전기를 자체적으로 생산하는 전기생산부와,

전기생산부에서 생산된 직류전기를 교류전기로 변환하는 인버터(2)와,

인버터(2)에서 변환된 교류전기를 전기사업자에게 공급하거나, 전기사업자로부터 교류전기를 공급받는 전력공급선(3)과,

전력공급선(3)을 통해 오가는 전기량을 가감하여 계량하는 전기계량부(4)와,

램프(6)의 점등과 소등 시간을 제어하는 타이머(5)와,

전기생산부에서 전기사업자로 공급되는 전기를 단속하거나, 전기사업자에서 램프(6)로 공급되는 전기를 단속하는 차단기로 구성된다.

한편, 발전모듈(1)은 태양전지셀을 내장하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 발전모듈(1)은 풍력발전기를 설치하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 차단기는 전기생산부와 전력공급선(3)간의 전기 공급을 단속하는 제1차단기(7)와, 램프(6)와 전력공급선(3)간의 전기 공급을 단속하는 제2차단기(8)와, 제1차단기(7)와 제2차단기(8)로의 전기 공급을 한꺼번에 단속하는 적어도 하나 이상의 주차단기(9)로 구성된다.

본 발명은 자가발전 가로등의 구조를 간소화함으로써 자가발전 가로등의 제조가 용이하고, 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 간소화된 구조로 인해 유지, 보수가 용이하고, 시공비가 저렴한 이점이 있다.

또한, 자가발전량이 부족하더라도 전기사업자로부터 전기를 공급받아 점등이 이루어지기 때문에 자가발전량에 관계없이 가로등의 안정적인 점등이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 전기생산부에서 생산된 전기를 전기사업자에게 공급하거나, 전기공급사업자로부터 전기를 공급받는 과정에서 오가는 전기량을 가감하여 계량함으로써 실제 소비 전기를 현저히 낮추어 전기 요금 부담이 크게 경감되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 시스템 구성을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 분산 제어 회로도
도 3은 본 발명의 격등회로를 가진 분산 제어 회로도

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면들 중에서 동일한 구성 요소들은 가능한 어느 도면에서든지 동일한 부호를 사용하고 있음을 유의해야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 공지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였음을 미리 밝혀두는 바이다.

첨부도면 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명은 자체적으로 전기를 생산하는 전기생산부와, 전기생산부에서 생산된 직류전기를 교류전기로 변환하는 인버터(2)와, 전기생산부에서 생산된 전기를 전기사업자에게 공급하거나, 전력공급사용자로부터 전기를 공급받는 전력공급선(3)과, 전력공급선(3)을 오가는 전기량을 가감하여 계량하는 전기계량부(4)와, 램프(6)의 점등과 소등 시간을 제어하는 타이머(5)로 구성되는데, 각 구성부를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전기생산부는 발전모듈(1)을 구비하여 전기를 자체적으로 생산하게 된다.

이때 사용되는 발전모듈(1)은 태양전지셀을 내장하여 태양광을 이용해 전기를 생산하거나, 풍력발전기를 설치하여 바람의 힘을 이용해 전기를 생산하는 등 외부에서 별도의 인공적이 동력이 공급되지 않고, 자연의 힘을 이용하여 전기를 생산하는 것이 가장 바람직할 것이며, 전기생산부에서 생산된 직류전기는 인버터(2)에 의해 교류전기로 변환된다.

본 발명의 전력공급선(3)은 인버터(2)에서 변환된 교류전기를 전기사업자에게 공급하거나, 전기사업자로부터 교류전기를 공급받는데 사용하게 되는데, 가로등과 전기사업자 간에는 전용 전력공급선(3)을 설치함으로써 가로등의 정확한 소비전력을 계량할 수 있도록 하는 것이 가장 바람직할 것이다.

본 발명의 전기계량부(4)는 전력공급선(3)을 통해 오가는 전기량을 가감하며 계량하게 된다.

즉, 전기생산부에서 생산된 전기를 전기사업자에게 공급할 때, 그 공급량을 계량하고, 가로등의 점등을 위하여 전기사업자에게서 전기를 공급받을 때, 그 공급량을 계량하는 양방향 송전 계량기를 사용하여 전기 사용량을 계량하되, 가로등의 점등을 위하여 사용한 전기 사용량에서 전기사업자에게 보낸 전기사용량을 차감하여 계량함으로써 실제 사용된 소비전력을 크게 낮출 수 있게 된다.

본 발명의 타이머(5)는 가로등 램프(6)의 점등과 소등 시간을 제어하게 되는데, 가로등관리자가 타이머(5)에 점등, 소등 시간을 입력하면 그에 따라 램프(6)의 점등과 소등이 제어된다.

본 발명의 차단기는 전기생산부와 전력공급선(3)간의 전기 공급을 단속하는 제1차단기(7)와, 램프(6)와 전력공급선(3)간의 전기 공급을 단속하는 제2차단기(8)와, 제1차단기(7)와 제2차단기(8)로의 전기 공급을 한꺼번에 단속하는 적어도 하나 이상의 주차단기(9)로 구성된다.

따라서 전기생산부의 발전모듈(1)에 의해 생산된 전기를 전기사업자에게 보낼 때는 제2차단기(8)를 이용해 램프(6)로 전기가 공급되지 않도록 차단하게 된다.

또한 램프(6)를 점등하기 위하여 전기사업자에서 전기를 공급받아 램프(6)로 보낼 때는 위와 반대로 제1차단기(7)를 차단하여 전기사업자로부터 공급된 전기가 전기생산부의 발전모률로 역류하는 것을 방지함으로써 보다 효율적인 전력소비가 이루어질 수 있게 된다.

또한, 발전모듈(1)이나 인버터(2) 또는 타이머(5)의 고장이 발생하여 가로등의 정상적인 작동이 불가능한 경우에는 주차단기(9)를 이용해 제1차단기(7)와 제2차단기(8)로의 전기 공급을 완전 차단함으로써 과전압, 과전류 또는 합선 등으로 인한 화재 발생을 방지할 수 있게 된다.

아울러, 첨부도면 도 2에서 도시한 바와 같이 하나의 주차단기(9)를 이용해 복수의 가로등에 차단할 수 있도록 함으로써 자가발전 가로등의 효율적인 계통 제어가 가능할 뿐만 아니라, 첨부도면 도 3에서 도시한 바와 같이 주차단기(9)를 복수로 구성하는 경우에는 복수의 자가발전 가로등을 간편하게 격등 제어할 수 있게 되어 효율적인 가로등 관리가 가능케 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 발전모듈 2: 인버터
3: 전력공급선 4: 전기계량부
5: 타이머 6: 램프
7: 제1차단기 8: 제2차단기
9: 주차단기

Claims (4)

1. 태양전지셀을 내장한 발전모듈을 구비하여 전기를 자체적으로 생산하는 전기생산부와; 전기생산부에서 생산된 직류전기를 교류전기로 변환하는 인버터와; 인버터에서 변환된 교류전기를 전기사업자에게 공급하거나, 전기사업자로부터 교류전기를 공급받는 전력공급선과; 전력공급선을 통해 오가는 전기량을 가감하여 계량하는 전기계량부와; 램프의 점등과 소등 시간을 제어하는 타이머와; 전기생산부에서 전기사업자로 공급되는 전기를 단속하거나, 전기사업자에서 램프로 공급되는 전기를 단속하는 차단기로 구성되는 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등에 있어서,
   상기 차단기는 전기생산부와 전력공급선 간의 전기 공급을 단속하는 제1차단기와, 램프와 전력공급선 간의 전기 공급을 단속하는 제2차단기와, 제1차단기와 제2차단기로의 전기 공급을 한꺼번에 단속하는 적어도 하나 이상의 주차단기로 구성하는 것을 특징으로 하는 자가발전 전력 시스템을 구비한 가로등.
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