KR101263447B1 - 솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로방향 및 도로의 정보가 표시되기 위하여 설치된 도로안내 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지면으로부터 수직으로 설치된 지주에 결속되어 LED에 의해 방향 및 도로정보를 표시하도록 구성된 다수의 표시판넬과; 상기 표시판넬의 LED에 전원을 공급하기 위하여 태양광을 집열하는 한 쌍의 솔라판넬에 의해 생성된 전원을 사용하는 전원공급부와; 상기 전원공급부 및 표시판넬의 LED에 점멸신호를 제어하는 제어부;로 구성되되, 상기 한 쌍의 솔라판넬은 상기 상부기둥 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성된 태양에너지를 최적으로 집열할 수 있는 도로안내표시장치에 관한 것이다.
이상에서와 같이 본 발명 솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치는 한 쌍의 솔라판넬에서 집열되는 태양에너지의 양을 사로 비교하여 상대적으로 많이 집열되는 측으로 솔라판넬이 이동함으로써 보다 효율적으로 태양에너지를 집열할 수 있으며, 또한 표시판넬에 LED를 구성함으로써 야간에도 매우 쉽게 도로정보를 제공하며, 시각적으로도 매우 우수하다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치{Sign device for showing road information installed solar-panel}
본 발명은 도로방향 및 도로의 정보가 표시되기 위하여 설치된 도로안내 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지면으로부터 수직으로 설치된 지주에 결속되어 LED에 의해 방향 및 도로정보를 표시하도록 구성된 다수의 표시판넬과; 상기 표시판넬의 LED에 전원을 공급하기 위하여 태양광을 집열하는 한 쌍의 솔라판넬에 의해 생성된 전원을 사용하는 전원공급부와; 상기 전원공급부 및 표시판넬의 LED에 점멸신호를 제어하는 제어부;로 구성되되, 상기 한 쌍의 솔라판넬은 상기 상부기둥 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성된 태양에너지를 최적으로 집열할 수 있는 솔라판넬이 설치된 도로안내표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 도로표시장치는 보행자나 차량에 도로의 정보나 방향을 제공하기 위하여 도로나 길가에 설치되는 것이다.
이러한 도로표시장치는 대체로 수직의 기둥에 도로의 정보나 방향정보를 제공하기 위한 표시판이 구성되어 있으며, 또한 부식방지를 위해 알루미늄 재질로 제작하고 야간에도 정보를 확인하기 위하여 야광재질의 반사판 등을 사용하였다.
하지만 상기 안내표지판은 자체발광의 효과가 미비하기 때문에 야간에 큰 효과를 갖지 못하기 때문에 특허공개번호 제2012-0046998호 중심을 둘러 다수개의 삽입채널이 형성되는 베이스바와, 선택적으로 발광가능한 표시부가 구비되고 상기 삽입채널에 대응되는 체결부가 구비되어 다수개의 상기 삽입채널 중 어느 하나에 삽입되는 표시판넬과, 상기 베이스바의 일측에 설치되어 태양열을 집광하고 상기 LED광원과 전기적으로 연결되어 상기 표시부를 발광시키는 태양열집광부를 포함하여 구성되고, 상기 표시판넬은 적어도 하나 이상이 구비되고, 다수개의 상기 표시판넬은 상기 하나의 베이스바에 적층되어 높이를 달리하거나 또는 상기 삽입채널에 결합되는 위치에 따라 서로 연장되는 각도를 달리하여 고정되며, 상기 베이스바는 길이방향을 따라 중공이 형성되는 중심부와, 상기 중심부의 외곽을 둘러 일정 간격으로 구비되고 그 사이에 삽입채널의 개구부가 형성되는 결합레그를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 도로안내 표시장치가 공개되어 있다.
또한, 등록실용신안 제0412723호 주간에 집광용 렌즈에 의해 집광된 태양에너지에 의해 솔라셀에서 발전하게 된 전기에너지는 축전지에 저장되어 있다가 어두워지면 광센서의 작동에 의해 축전지에 저장된 전기를 이용하여 LED램프가 발광하고 이 발광에 의해 표지판 보드가 빛을 받아 외부에서 도로표시판이 야간에 잘 보이도록 하는 기능을 갖는 태양전지가 내장된 발광기능을 갖는 도로 표시판에 있어서, 집광용 렌즈가 여러 개가 연결되어 있어 솔라셀의 발전효율을 증대시킬 수 있음과 동시에 렌즈의 배열이 반원형을 이루고 있어 설치 방향차이에 따른 솔라셀 위의 집광양의 차이를 줄여줌과 동시에 솔라 셀 위에 빗물이나 먼지 등의 적층됨에 따른 솔라셀의 기능저하를 의한 방지할 수 있으며, 또한 주위의 건물 등에서 낙하되는 물체로부터의 솔라셀의 파손을 막을 수있도록 구성된 것이 특징으로 하는 도로표지판이 개재되어 있다.
그러나 상기 예시한 종래의 건들은 모두 전기를 사용하여 야간에 사용하기 때문에 친환경적이지 못하다는 점과 경제적으로도 효율적이지 못하다는 것이다.
또한, 태양에너지를 집열하기 위한 솔라셀이 대형의 일체형이기 때문에 솔라셀의 일측부에 그림자가 드리워지기 쉽기 때문에 태양에너지를 집열하는데 비효율적이기도 하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양에너지를 집열하는 한 쌍의 솔라판넬이 태양을 따라 독립적으로 태양에너지를 집열할 수 있는 최적의 위치로 회전구동할 수 있도록 함으로써 매우 효율적으로 태양에너지를 집열하여 보다 많은 태양에너지를 축적할 수 있는 도로안내표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 솔라파넬이 설치된 도로안내 표시장치 과제해결수단으로는 지면으로부터 수직으로 설치된 지주에 결속되어 LED에 의해 방향 및 도로정보를 표시하도록 구성된 다수의 표시판넬과; 상기 표시판넬의 LED에 전원을 공급하기 위하여 태양광을 집열하는 한 쌍의 솔라판넬에 의해 생성된 전원을 사용하는 전원공급부와; 상기 전원공급부 및 표시판넬의 LED에 점멸신호를 제어하는 제어부;로 구성되되, 상기 한 쌍의 솔라판넬은 상기 상부기둥 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성된 것이 특징이다.
이상에서와 같이 본 발명 솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치는 한 쌍의 솔라판넬에서 집열되는 태양에너지의 양을 사로 비교하여 상대적으로 많이 집열되는 측으로 솔라판넬이 이동함으로써 보다 효율적으로 태양에너지를 집열할 수 있으며, 또한 표시판넬에 LED를 구성함으로써 야간에도 매우 쉽게 도로정보를 제공하며, 시각적으로도 매우 우수하다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 도로안내표시장치의 사시 개요도.
도 2는 본 발명 도로안내표시장치의 정면 개요도.
도 3은 본 발명 솔라판넬의 회전구동 상태를 나타낸 일부분 확대개요도.
도 4는 본 발명 도로표시장치의 또 다른 실시에 따른 솔라판넬을 회전구동하는 구동부의 개요도.
도 5는 본 발명 솔라판넬의 태양위치추적의 제어도.
본 발명 솔라판넬이 설치된 있는 도로안내 표시장치는 지면으로부터 수직으로 설치된 지주에 결속되어 LED에 의해 방향 및 도로정보를 표시하도록 구성된 다수의 표시판넬(140)과; 상기 표시판넬(140)의 LED에 전원을 공급하기 위하여 태양광을 집열하는 한 쌍의 솔라판넬(170)에 의해 생성된 전원을 사용하는 전원공급부(150)와; 상기 전원공급부(150) 및 표시판넬(140)의 LED에 점멸신호를 제어하는 제어부(160); 로 구성되되, 상기 한 쌍의 솔라판넬(170)은 상기 상부기둥(130) 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성된 것이다.
그리고 상기 한 쌍의 솔라판넬(170)은 집열되는 태양에너지의 양을 서로 비교하여 적은 양이 집열되는 솔라판넬(170)이 상대적으로 많이 집열되는 솔라판넬(170)측으로 회전하는 것이다.
그리고 상기 솔라판넬(170)은 한 쌍으로 구성되어 구동부(180)에 의해 상기 상부기둥(130) 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성되되, 상기 구동부(180)는 내치기어 형상으로서 외측부는 솔라판넬(170)을 지지하는 수평지지축(183)에 결속되어 상부기둥(130) 상에 태양의 방위각을 따라 상부기둥(130)을 중심으로 회전하는 회전체(181)와; 상기 회전체(181)의 내부에서 상기 회전체(181)의 내면에 형성된 기어치(齒)에 맞물림하는 기어(182)와; 상기 기어(182)에 모터의 회전구동력을 전달하는 회전축(184)으로 구성된 것이 특징이다.
또한, 상기 지주는 지면에 설치되는 베이스(110)와, 상기 베이스(110)의 상부에 구성되는 하부기둥(120)과, 상기 하부기둥(120)의 상부에 구성되는 상부기둥(130)으로 구성되되, 상기 표시판넬(140)은 상부기둥(130)에 결속되는 것이다.
상기 상부기둥(130)은 시각(時角)으로 표현가능하도록 12각형으로 구성하여 유선이나 기타 전달수단에 의해 타 작업자에게 표시판넬(140)의 방향을 정확하게 인지시킬 수 있는 것이 특징이다.
이하, 상술한 목적과 구성을 가지는 본 발명 태양에너지를 최적으로 집열할 수 있는 구성의 도로안내 표시장치를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 도로표시장치의 사시 개요도이며, 도 2는 본 발명 도로표시장치의 정면 개요도이다.
본 발명 지면으로부터 수직으로 설치된 지주에 결속되어 LED에 의해 방향 및 도로정보를 표시하도록 구성된 다수의 표시판넬(140)과; 상기 표시판넬(140)의 LED에 전원을 공급하기 위하여 태양광을 집열하는 한 쌍의 솔라판넬(170)에 의해 생성된 전원을 사용하는 전원공급부(150)와; 상기 전원공급부(150) 및 표시판넬(140)의 LED에 점멸신호를 제어하는 제어부(160);로 구성되되, 상기 한 쌍의 솔라판넬(170)은 상기 상부기둥(130) 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성된 것이 특징이다.
즉, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 도로안내 표시장치(100)는 지면에 베이스(110)가 삽설되고, 상기 베이스의 상부에는 베이스에 의해 지지를 받는 하부기둥이 구성된다.
그리고 상기 하부기둥의 상부에는 상대적으로 상기 하부기둥의 직경보다는 작은 직경의 상부기둥이 구성되며, 상기 상부기둥(130)에는 도로방향 및 도로정보를 표시하는 표시판넬(140)이 다수개 구성된다.
상기 하부기둥과 상부기둥의 내부는 일반적으로 공간부를 가지도록 형성하여 서로 관통할 수 있도록 구성함으로써 내부공간에 전선이나 기타 장치를 내설할 수 있기 때문에 미관상에도 상당히 우수하다.
상기 표시판넬에는 후술한 전원공급부에 의해 점멸되는 LED가 구성되어 있으며, 표시판넬과 상부기둥의 체결은 관용의 체결방법에 의해 다양하게 구현될 수 있다.
이때, 상부기둥을 8각의 단면을 가지도록 구성하면 방위각으로 표시가능하고, 12각의 단면을 가지도록 구성하면 시각(時角)으로 표시가능하기 때문에 유선이나 기타 전달수단에 의해 타 작업자에게 표시판넬의 방향을 정확하게 인지시킬 수 있을 것이다.
또한, 상기 표시판넬(140)의 LED에 전원을 공급하는 전원공급부(150)와 상기 전원공급부(150) 및 표시판넬(140)의 LED점멸을 제어하는 제어부(160)가 구성되어 있다.
태양네너지는 솔라판넬(170)으로부터 집진된 태양광이 솔라컨트롤러를 통해 전기에너지로 전환되어 배터리에 충전되게 되는데 배터리에는 배터리의 상태를 관리해 주는 비엠에스보드(Battery Management System Board)가 구성되어 있다.
비엠에스보드(Battery Management System Board)는 배터리의 상태를 관리해 주는 회로로서 배터리의 전압에 따라 충전과 방전을 제어하는 기능을 한다.
즉, 비엠에스보드(Battery Management System Board)에 의해 배터리에 전류가 입력되거나 출력되는 것이 제어되는 것이다.
솔라컨트롤러는 정전압 컨트롤러 내장 PWM방식에 의해 주간(晝間) 동안 태양으로부터 집열되는 태양광을 전기에너지로 변환하여 배터리에 충전하게 된다.
도 3은 본 발명 솔라판넬의 회전구동을 나타낸 일부분 확대개요도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 솔라판넬(170)은 집열되는 태양에너지의 양을 서로 비교하여 적은 양이 집열되는 솔라판넬(170)이 상대적으로 많이 집열되는 솔라판넬(170)측으로 회전하도록 구성하였다.
즉, 지정된 시간 동안 한 쌍의 솔라판넬(170)에서 집열되는 태양에너지의 양을 서로 비교하여 어느 한 곳의 솔라판넬(170)에서 집열되는 태양에너지의 양이 타 측의 솔라판넬(170)에서 집열되는 태양에너지의 양에 비해 상대적으로 15%이상 차이가 나면 많이 집열되는 솔라판넬(170) 측으로 적게 집열되는 솔라판넬(170)은 상부기둥(130)상에서 상부기둥(130)을 중심으로 하여 회전하게 되는 것이다.
곧, 도 3에 도시된 초기상태에서, 한 쌍의 솔라판넬(170)에서 집열되는 태양에너지의 양을 서로 비교하여 15%이상 차이가 나면, 적게 집열되는 솔라판넬(170)이 많이 집열되는 솔라판넬(170)측으로 회전하되, 일정각도씩 만큼 회전한다. 그리고 30분이 경과한 후, 다시 비교하게 된다. 이 경우 30분 간격으로 비교하여 태양을 따라 한 쌍의 솔라판넬이 회전하다가 태양을 향해 비교적 같은 방향을 향하는 각도에 도달하면, 한 쌍의 솔라판넬은 결국 15% 이내의 비슷한 집열량을 가지게 되므로 서로 15% 이상의 차이는 당연히 나지 않게 된다. 그러므로, 더 이상 솔라판넬이 상대비교에 의해 움직이지 않게 되어 서로 중첩되는 경우는 없게 된다. 상기 한 쌍의 솔라판넬(170)의 초기위치는 태양광 솔라판넬기술에서의 주지관용기술로서 매일 해가 지는 시각에 초기화되며, 도 3의 위치가 된다. 물론 한 쌍의 솔라판넬(170)의 초기위치는 임의로 필요에 의해 변경할 수 있다.
도 4는 본 발명 도로표시장치의 또 다른 실시에 따른 솔라판넬을 회전구동하는 구동부의 개요도이다.
상기 솔라판넬(170)의 회전구동을 위한 구동부(180)를 자세히 설명하면, 상부기둥(130) 상에 태양의 방위각을 따라 상부기둥(130)을 중심으로 회전하는 회전체(181)가 구성되고, 상기 회전체(181)의 외측부에는 솔라판넬(170)을 지지하도록 수평형태의 수평지지축(183)이 구성되어 있다.
따라서, 태양의 방위각을 따라 회전체(181)가 상부기둥(130)을 중심으로 회전하면 자연 솔라판넬(170)도 회전하게 되는 것이다.
본 발명에서는 한 쌍의 솔라판넬(170)이 개별적으로 구동하기 위하여 하나의 회전체(181)에 하나의 솔라판넬(170)이 구성되어 있으며, 각각의 회전체(181)는 내부에 기어치(齒)가 향상되어 있는 내치기어형상으로서 기어치(齒)는 회전체(181)의 내부에 형성된 기어(182)와 맞물려 회전하게 되는데 상기 기어(182)는 중심부가 모터(도면 미도시)에 의해 회전구동력을 전달할 수 있도록 회전축(184)과 결합되어 있다.
각각의 회전체(181) 사이 및 상부기둥(130) 사이에는 원활한 회전구동과 결속을 위해 베어링장치(185)가 구성되어 있다.
태양의 위치를 추적하기 위해 솔라판넬(170)이 태양의 고도를 따라 구동하는 것은 솔라판넬(170)과 수평지지축(183)의 결속관계에 회전운동을 직선운동으로 전환하는 리니어모터(도면 미도시)를 사용함으로써 관용의 기술에 의해 구현할 수 있다.
솔라판넬(170)의 회전에 사용되는 동력도 태양에너지에 의해 집적된 전원을 사용하기 때문에 15%미만에서 회전구동하도록 제어된다면 너무 잦은 회전구동으로 인한 에너지 낭비를 초래할 수 있다.
비교시간은 30분 간격으로 솔라판넬(170)에 집열되는 태양에너지의 양을 서로 비교하는 것이 바람직하며, 비교시간 간격이 너무 좁으면 일시적인 현상에 솔라판넬(170)이 자주 구동하여 오히려 에너지의 낭비를 초래할 우려가 있다.
이러한 솔라판넬(170)의 비교시간 간격조정과 비교량 측정 및 솔라판넬(170)의 회전구동은 제어부(160)에서 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명 솔라판넬의 태양위치추적의 제어도를 나타낸 것이다.
이때, 사용되는 전원은 태양에너지를 전기에너지로 전환하여 충전된 배터리로부터 공급받게 된다.
배터리로부터 표시판넬(140)의 LED에 전원을 공급하는 과정은 관용적으로 진행되는 과정을 사용하기 때문에 본 발명에서는 자세한 설명을 생략하고 솔라판넬(170)에 의해 생성된 전기에너지가 배터리에 충전되고 다시 배터리의 전원에 의해 솔라판넬(170)의 고도각과 방위각을 제어하는 과정만을 나타내었다.
도 5에서 A/D변환회로는 아날로그/디지털변환회로를 의미한다.
도 5에 도시된 바와 같이 각각의 솔라판넬(170)에서 집열된 태양에너지의 양은 A/D변환회로에 의해 그 값이 중앙처리장치에 입력되고 입력된 값을 서로 중앙처리장치에서 비교하여 각각의 솔라판넬(170)을 고도각과 방위각을 제어하며, 비교된 값이 15% 이상 차이가 나면 적은 양이 집열되는 솔라판넬(170)을 많은 양이 집열되는 솔라판넬(170) 측으로 이동시키게 된다.
이상에서와 같이 솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치는 한 쌍의 솔라판넬에서 집열되는 태양에너지의 양을 사로 비교하여 상대적으로 많이 집열되는 측으로 솔라판넬이 이동함으로써 보다 효율적으로 태양에너지를 집열할 수 있으며, 또한 표시판넬에 LED를 구성함으로써 야간에도 매우 쉽게 도로정보를 제공하며, 시각적으로도 매우 우수하다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 도로표시장치 110. 베이스 120. 하부기둥
130. 상부기둥 140. 표시판넬 150. 전원공급부
160. 제어부 170. 솔라판넬 180. 구동부
G. 지면
181. 회전체 182. 기어 183. 수평지지축
184. 회전축 185. 베어링장치

Claims (5)

  1. 지면으로부터 수직으로 설치된 지주에 결속되어 LED에 의해 방향 및 도로정보를 표시하도록 구성된 다수의 표시판넬(140)과;
    상기 표시판넬(140)의 LED에 전원을 공급하기 위하여 태양광을 집열하는 한쌍의 솔라판넬(170)에 의해 생성된 전원을 사용하는 전원공급부(150)와;
    상기 전원공급부(150) 및 표시판넬(140)의 LED에 점멸신호를 제어하는 제어부(160);로 구성되되,
    상기 솔라판넬(170)로부터 집진된 태양광이 솔라컨트롤러를 통해 전기에너지로 전환되어 배터리에 충전되며, 상기 배터리에는 배터리의 상태를 관리해 주는 비엠에스보드(Battery Management System Board)가 구성되어 있고, 비엠에스보드(Battery Management System Board)에 의해 배터리에 전류가 입력되거나 출력되는 것이 제어되며, 상기 솔라컨트롤러는 주간(晝間)동안 태양으로부터 집열되는 태양광을 전기에너지로 변환하여 배터리에 충전하게 되며,
    상기 한 쌍의 솔라판넬(170)은 상부기둥(130) 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성되는 도로방향 및 도로의 정보가 표시되기 위하여 설치된 도로안내 표시장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 솔라판넬(170)은 집열되는 태양에너지의 양을 서로 비교하여 적은 양이 집열되는 솔라판넬(170)이 상대적으로 많이 집열되는 솔라판넬(170)측으로 회전하는 것이며,
    상기 한 쌍의 솔라판넬(170)은 구동부(180)에 의해 상기 상부기둥(130) 상에서 태양의 고도 및 방향에 따라 독립적으로 회전하도록 구성되되, 상기 구동부(180)는 내치기어 형상으로서 외측부는 솔라판넬(170)을 지지하는 수평지지축(183)에 결속되어 상부기둥(130) 상에 태양의 방위각을 따라 상부기둥(130)을 중심으로 회전하는 회전체(181)와;
    상기 회전체(181)의 내부에서 상기 회전체(181)의 내면에 형성된 기어치(齒)에 맞물림하는 기어(182)와;
    상기 기어(182)에 모터의 회전구동력을 전달하는 회전축(184)으로 구성된 것이 특징인 솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지주는 지면에 설치되는 베이스(110)와, 상기 베이스(110)의 상부에 구성되는 하부기둥(120)과, 상기 하부기둥(120)의 상부에 구성되는 상부기둥(130)으로 구성되되, 상기 표시판넬(140)은 상부기둥(130)에 결속되는 것이 특징인 솔라판넬이 설치된 도로안내 표시장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 상부기둥(130)은 시각(時角)으로 표현가능하도록 12각형으로 구성하여 유선이나 기타 전달수단에 의해 타 작업자에게 표시판넬(140)의 방향을 정확하게 인지시킬 수 있는 것이 특징인 솔란판넬이 설치된 도로안내 표시장치.
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