KR101234280B1 - 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람의 방향 또는 태양의 최적위치를 따라 트래킹토록 설치되는 하나의 발전기모듈을 통하여 태양에너지와 풍력을 선택적으로 사용하여 전기를 생산하고, 생산되는 전기를 가로등의 전원으로 사용토록 하는 구성으로 에너지의 효율적인 활용이 가능토록 하는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등에 관한 것이다.

Description

자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등{a hybrid street lamp with an independent electric power}
본 발명은 바람의 방향 또는 태양의 최적위치를 따라 트래킹토록 설치되는 하나의 태양전지모듈을 통하여 태양에너지와 풍력을 선택적으로 사용하여 전기를 생산하고, 생산되는 전기를 가로등의 전원으로 사용토록 하는 구성으로 에너지의 효율적인 활용이 가능토록 하는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전에서는 태양빛을 솔라셀(solar cell) 또는 태양광모듈(photovoltaic module)에 집광(열)시켜 발전을 수행하는 것을 의미한다.
태양광모듈은 태양광 전지판 또는 태양전지패널의 일종으로서, 솔라모듈 등으로 호칭되며, 일반형, 창호형, 추적형, 하이브리드형(다른 청정에너지 발전수단과 병행된 타입) 등이 존재한다.
이런 태양광모듈을 이용한 태양광 발전 원리(principle of photovoltaic)는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 수행되는 것으로서, 실리콘 결정 위에 n형 도핑을 하여 p-n접합을 한 태양 전지팜에 태양광을 조사하면 광 에너지에 의해 전자-정공에 의한 기전력이 발생하게 되며, 이를 광기전력 효과라고 부른다.
또한, 태양광 발전은, 태양 전지판을 원하는 만큼 직, 병렬로 접속하여 원하는 전력으로 만들어 사용하는데, 축전지에 저장하여 필요시 사용하는 시스템을 개별 태양광 발전 시스템, 혹은 독립형 태양광 발전 시스템이라고 하며, 통상의 전력선과 연계하여 사용하게 되고, 축전지에 저장된 직류전원은 인버터장치를 거쳐서 교류전원으로 변환된 후 전등 등과 같은 전력 소모 장치에 공급된다.
한편, 태양광 이외의 자연력을 이용한 발전에는 풍력, 조력, 소수력 등을 이용한 발전구조가 존재한다.
특히, 풍력은 태양광발전과 함께 하이브리드(hybrid) 형태로 병렬 축전이 가능한 자연자원으로서, 날씨가 흐리거나 우비등이 내리는 악천후 환경속에서 발전을 수행할 수 있기 때문에, 태양광 발전과 함께 병행 사용되고 있다.
이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제681731호에 하이브리드 태양광 가로등의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 시로코팬 발전구조의 제2발전기(200')는 패널지지 하우징(14)의 내부에 설치되고, 제2발전기(200')의 중공축 형상의 회전축(201)이 제2발전기(200')의 케이싱(240) 중심에서 베어링에 의해서 회전가능하게 되고, 제2발전기(200')의 회전축(201)은 패널지지 하우징(14)의 아래에서 이격되게 위치한 시로코팬(100)의 상부 디스크(101)의 보스 구멍에 축결합되며, 상기 시로코팬(100)은 풍력을 이용하여 회전하되, 제1실시예와 달리 제2발전기(200')의 회전축(201)과, 이런 회전축(201)에 고정된 영구자석에 해당하는 로터를 코일권선에 해당하는 스테이터의 내부에서 회전시킴에 따라, 제2발전기(200')로 하여금 발전기전원을 발생시키게 한다.
또한, 상기 패널지지 하우징(14)의 내부에는 축고정용 격판(15)이 가로 방향으로 배치되어 있으며, 축고정용 격판(15)의 중심은 그의 나사 구멍을 통해서, 중공형 하우징 지지축(16)의 상단과 나사 결합된다.
그리고, 상기 하우징 지지축(16)은 그의 중공 내부 공간을 통해서, 제2발전기(200') 및 태양전지패널(40)에 전기적으로 연결된 메인 전선(290)을 관통시킬 수 있고, 제2발전기(200')를 작동시키는 시로코팬(100)과, 태양전지패널(40)에 의해 하이브리드 발전을 수행하고, 축전지(310)에 발전기전원과 태양광전원을 충전전원으로서 충전시켜 전등부(30)의 가로등용 전구를 발광시킬 수 있는 구성으로 이루어 진다.
그러나, 상기와 같은 태양광 가로등은, 태양전지패널(40)과 풍력을 이용하는 시로코팬(100)이 별도로 구비되는 구성으로 넓은 설치면적을 필요로 하고, 유지 보수가 힘들게 되며, 태양전지패널(40)이 고정설치되어 최적의 효율 구현이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 자연으로 부터 제공되는 에너지의 효율적인 활용이 가능토록 하고, 하나의 태양전지모듈에 의해 태양의 에너지는 물론 바람에 의한 에너지를 제공받을 수 있도록 하며, 태양 또는 바람의 방향에 따른 트래킹이 가능하여 자연 에너지의 활용성을 높이도록 하고, 잉여 에너지의 활용이 가능토록 하는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 가로등이 설치되는 포스트;
상기 포스트의 상부에 부착되는 태양전지모듈;
상기 태양전지모듈로 부터 발생되는 에너지를 저장하면서 가로등에 전원을 공급토록 설치되는 충전모듈의 조합으로 이루어지며,
상기 태양전지모듈은, 2개의 태양전지판이 가변수단을 통하여 접촉 또는 분리되는 구성이면서 트래킹수단을 통하여 각도조절이 가능토록 설치되고, 포스트를 중심으로 자유회전토록 설치되는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공한다.
그리고, 본 발명의 태양전지모듈은, 포스트의 상단에 연결되는 지지블럭이 스토퍼를 통하여 포스트의 상단에서 위치결정 및 자유회전토록 설치되는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공한다.
더하여, 본 발명의 가변수단은, 지지블럭에 연결되는 제1구동모터와 상기 제1구동모터에 치합되어 지지블럭을 중심으로 회전되는 호형상의 지지브라켓으로 이루어진 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공한다.
또한, 본 발명의 트래킹수단은, 상기 지지브라켓에 연결되는 연결봉과 상기 연결봉의 상하단에 각각 지지되는 경첩 및 고정편, 상기 경첩에 연결되면서 지지브라켓에 치합되는 제2구동모터와 고정편에 지지되는 실린더로서 이루어 진 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공한다.
그리고, 본 발명의 충전모듈은, 그 일측에 가로등이나 외부전원공급부에 전원을 공급토록 제어부가 연결되는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공한다.
더하여, 본 발명의 외부전원공급부는, 입력부를 통한 ID입력시 각종 전자제품의 충전이 가능토록 충전용 인터페이스가 구비되는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 자연으로 부터 제공되는 에너지의 효율적인 활용이 가능하고, 하나의 태양전지모듈에 의해 태양의 에너지는 물론 바람에 의한 에너지를 제공받으며, 태양 또는 바람의 방향에 따른 트래킹이 가능하여 자연 에너지의 활용성을 높이고, 잉여 에너지의 활용이 가능한 효과가 있는 것이다.
도1은 종래의 태양광 가로등을 도시한 측면도이다.
도2 및 도3은 각각 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등을 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등의 동작상태를 도시한 사시도이다.
도5는 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등의 동작상태를 도시한 요부 단면도이다.
도6 및 도7은 각각 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등의 태양전지모듈의 동작상태를 도시한 평면도 및 측면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2 및 도3은 각각 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등을 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등의 동작상태를 도시한 사시도이며, 도5는 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등의 동작상태를 도시한 요부 단면도이고, 도6 및 도7은 각각 본 발명에 따른 하이브리드형 가로등의 태양전지모듈의 동작상태를 도시한 평면도 및 측면도이다.
본 발명은, 포스트(510)에 태양전지모듈(530)와 가로등(550)이 구비된다.
이때, 상기 태양전지모듈(530)은, 포스트(510)의 상부에 부착된다.
그리고, 상기 포스트(510)의 상부에 풍력발전용 팬(570)이 더 설치되어도 좋다.
또한, 상기 포스트(510)에는 상기 태양전지모듈(530)로 부터 발생되는 에너지를 저장하면서 가로등(550)에 전원을 공급토록 충전모듈(590)이 구비된다.
상기 태양전지모듈(530)은, 2개의 태양전지판(531)이 가변수단(520)을 통하여 접촉 또는 분리되는 구성이면서 트래킹수단(540)을 통하여 각도조절이 가능토록 설치되고, 포스트(510)를 중심으로 자유회전토록 설치된다.
그리고, 상기 태양전지모듈(530)은, 포스트(510)의 상단에 연결되는 지지블럭(513)이 스토퍼를 통하여 포스트의 상단에서 위치결정 및 자유회전토록 설치된다.
이때, 상기 스토퍼(미도시)는, 제어부(591)에 연결되어 조도 또는 풍량을 갑지하는 센서유니트(593)의 동작에 따라 발전기의 회전을 정지토록 설치된다.
더하여, 상기 가변수단(520)은, 지지블럭(513)에 연결되는 제1구동모터(521)와 상기 제1구동모터(521)에 치합되어 지지블럭(513)을 중심으로 회전되는 호형상의 지지브라켓(525)으로 이루어진다.
또한, 상기 트래킹수단(540)은, 상기 지지브라켓(525)에 연결되는 연결봉(541)과 상기 연결봉(541)의 상하단에 각각 지지되는 경첩(543) 및 고정편(545), 상기 경첩에 연결되면서 지지브라켓에 치합되는 제2구동모터(547)와 고정편에 지지되는 실린더(549)로서 이루어 진다.
그리고, 상기 충전모듈(590)은, 일측에 가로등이나 외부전원공급부(595)에 전원을 공급토록 제어부(591)가 연결되고, 상기 외부전원공급부(595)는, 입력부(595a)를 통한 ID입력시 각종 전자제품의 충전이 가능토록 충전용 인터페이스(595b)가 구비되는 구성으로 이루어 진다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.
도2 내지 도7에서 도시한 바와같이, 가로등(550)이 장착되는 포스트(510)에 태양전지모듈(530)이 구비되어 한전전원은 물론 자연력에 의한 발전을 통하여 발생되는 전원의 활용이 가능토록 된다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 태양전지모듈(530)이 태양으로 부터 공급되는 에너지는 물론 바람에 의한 에너지를 동시에 활용할 수 있도록 복수의 태양전지판(531)이 서로 밀착되거나 분리되는 구성으로 이루어 진다.
즉, 본 발명의 태양전지판(531)이 서로 밀착될 경우에는 태양에 의한 발전이 가능한 태양전지판으로 활용토록 하고, 상기 태양전지판(531)이 서로 펼쳐질 때에는 상기 포스트(510)를 중심으로 바람개비의 날개 형상으로 확장되어 바람에 의한 회전력을 사용한 발전이 가능토록 된다.
이때, 상기 태양전지모듈(530)은, 바람에 의한 회전은 물론 태양으로 부터의 에너지를 동시에 활용토록 하게 된다.
그리고, 상기 포스트(510)의 상부에 풍력발전용 팬(570)이 더 설치될 경우 보조 동력원으로 활용된다.
즉, 이상과 같은 태양전지모듈(530)은, 포스트(510)의 상부에서 자유회전토록 되는 지지블럭(513)에 연결되는 구성으로 바람에 의한 회전시 포스트(510)에 고정되는 발전기(515)를 회전시켜 발전이 가능토록 되거나 태양전지판(531) 자체에서 발전이 이루어 진다.
그리고, 상기와 같은 태양전지모듈(530)을 통한 전원은 충전모듈(590)에 공급되어 저장토록 된다.
더하여, 상기 태양전지판(531)이 날개의 효과를 구현토록 포스트를 중심으로 가변시키는 가변수단(520)은, 지지블럭(513)에 연결되는 제1구동모터(521)와 상기 제1구동모터(521)에 치합되어 지지블럭(513)을 중심으로 회전되는 호형상의 지지브라켓(525)으로 이루어져 상기 제1구동모터(521)를 동작시키면 지지브라켓(525)에 연결되는 태양전지판이 펼쳐지게 되어 날개의 효과를 구현하게 된다.
또한, 상기 포스트(510)를 중심으로 접촉되거나 펼쳐진 태양전지판(531)의 각도를 조절하는 트래킹수단(540)은, 상기 지지브라켓(525)에 연결되는 연결봉(541)과 상기 연결봉(541)의 상하단에 각각 지지되는 경첩(543) 및 고정편(545), 상기 경첩에 연결되면서 지지브라켓에 치합되는 제2구동모터(547)와 고정편에 지지되는 실린더(549)로서 이루어 져 제2구동모터(547)가 회전될 때 태양전지판의 수평방향각도가 실린더(549)가 구동할 때 수직방향 각도가 조절되어 트랭킹각도를 조절하거나 바람의 방향에 따른 피치 조절이 가능토록 된다.
그리고, 상기 태양전지모듈(530)은, 포스트(510)의 상단에 연결되는 지지블럭(513)이 제어부(591)의 신호에 의해 동작하는 스토퍼를 통하여 포스트의 상단에서 위치결정 및 자유회전토록 설치된다.
이때, 상기 스토퍼나 구동모터 및 실린더는, 제어부(591)에 연결되어 조도 또는 풍량을 갑지하는 센서유니트(593)의 동작에 따라 동작토록 미리 정해진 프로그램에 의해 그 동작범위가 입력되어 자동 조절토록 설치된다.
그리고, 상기 충전모듈(590)은, 일측에 가로등이나 외부전원공급부(595)에 전원을 공급토록 제어부(591)가 연결되고, 상기 외부전원공급부(595)는, 입력부(595a)를 통한 ID입력시 각종 전자제품의 충전이 가능토록 충전용 인터페이스(595b)가 구비되는 구성으로 이루어 일반인 인터페이스를 통하여 본인 확인을 수행한 후 충전되는 전원을 활용할 수 있게 되는 것이다.
510...포스트 513...지지블럭
515...스토퍼 530...태양전지모듈
550...가로등 570..팬
590...충전모듈

Claims (5)

  1. 포스트(510)에 태양전지모듈(530)와 가로등(550)이 구비되고,
    상기 태양전지모듈(530)은, 포스트(510) 상부의 발전기와 연결되면서 포스트의 상부에서 자유회전토록 설치되는 지지블럭에 연결되며,
    상기 포스트(510)에 상기 태양전지모듈(530)로 부터 발생되는 에너지를 저장하면서 가로등(550)에 전원을 공급토록 충전모듈(590)이 구비되고,
    상기 태양전지모듈(530)은, 전지판 또는 날개의 역활을 수행토록 2개의 태양전지판(531)이 가변수단(520)을 통하여 접촉 또는 분리되는 구성이면서 트래킹수단(540)을 통하여 각도조절이 가능토록 설치되고 포스트(510)를 중심으로 자유회전토록 설치되며,
    상기 가변수단(520)은, 지지블럭(513)에 연결되는 제1구동모터(521)와 상기 제1구동모터(521)에 치합되어 지지블럭(513)을 중심으로 회전되는 호형상의 지지브라켓(525)으로 이루어지는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등
  2. 제1항에 있어서, 상기 태양전지모듈(530)은, 포스트(510)에 설치되는 제어부(591)에 연결되어 조도 또는 풍량을 감지하는 센서유니트(593)의 동작에 따라 동작토록 설치되는 것을 특징으로 하는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 트래킹수단(540)은, 상기 지지브라켓(525)에 연결되는 연결봉(541)과 상기 연결봉(541)의 상하단에 각각 지지되는 경첩(543) 및 고정편(545), 상기 경첩에 연결되면서 지지브라켓에 치합되는 제2구동모터(547)와 고정편에 지지되는 실린더(549)로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등
  5. 제1항에 있어서, 상기 충전모듈(590)은, 일측에 가로등이나 외부전원공급부(595)에 전원을 공급토록 제어부(591)가 연결되고, 상기 외부전원공급부(595)는, 입력부(595a)를 통한 ID입력시 각종 전자제품의 충전이 가능토록 충전용 인터페이스(595b)가 구비되는 것을 특징으로 하는 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등
KR1020110114293A 2011-11-04 2011-11-04 자가발전이 가능한 하이브리드형 가로등 KR101234280B1 (ko)

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