KR101290858B1 - Light emitting diode street light capable of controlling turn on and off together with dimming - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 작동 제어가 가능한 가로등에 관한 것이고, 구체적으로 염료감응형 태양전지 모듈로부터 발생되는 전력으로 구동되고 그리고 전력의 발생정도를 되먹임 신호로 사용하여 작동을 제어하는 가로등에 관한 것이다. The present invention relates to a street light capable of operation control, and more particularly, to a street light that is driven by the power generated from the dye-sensitized solar cell module and controls the operation by using the generation degree of the power as a feedback signal.
가로등은 가로 교통의 안전과 보안을 위하여 설치되는 조명시설을 말하고, 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로. 주택지구 도로 또는 공원과 같은 휴식처 도로를 위하여 설치될 수 있다. 일반적으로 가로등의 광원은 고압 수은등, 형광등, 나트륨등 또는 백열등과 같은 조명등이 될 수 있다. 이러한 광원은 필라멘트를 이용하여 빛을 내는 구조를 가지므로 효율이 낮다는 단점을 가지므로 광 반도체를 이용하여 전기 에너지를 직접 빛 에너지로 변환시키는 엘이디(Lighting Emitting Diode)가 가로등을 위하여 개발되고 있다. 엘이디가 가로등의 조명 수단으로 사용되는 경우 전력의 공급은 외부 전원으로부터 공급될 수 있다. 그러나 일반적으로 가로등은 지면으로부터 일정 높이에 설치되므로 가로등의 사용에 요구되는 전력의 전부 또는 일부는 예를 들어 태양전지 모듈에 의하여 공급되는 에너지 저감을 위하여 유리하다. Street lamps are lighting facilities installed for the safety and security of street traffic. Highways, main roads of the city, and commercial district roads. Can be installed for residential roads or for rest roads such as parks. In general, the light source of the street lamp may be a lighting lamp such as a high pressure mercury lamp, a fluorescent lamp, a sodium lamp, or an incandescent lamp. Since the light source has a structure that emits light using filament, the efficiency is low, and an LED (Lighting Emitting Diode) that converts electrical energy directly into light energy using an optical semiconductor has been developed for a street light. When the LED is used as a lighting means of the street light, the power supply can be supplied from an external power source. However, in general, since the street lamp is installed at a certain height from the ground, all or part of the power required for the use of the street lamp is advantageous for reducing energy supplied by, for example, a solar cell module.
태양광을 이용하는 가로등과 관련된 선행기술로 특허공개번호 제2006-0034768호 ‘절전형 태양광 가로등 및 그 제어 방법’이 있다. 상기 선행기술은 입사되는 태양광을 전력으로 변환시키는 태양전지와, 태양전지에서 변환된 전기 에너지를 정전류로 변환시켜 충전시키는 충전부와, 주변의 광량 및 보행자의 유무를 감지하는 센서부와, 전력이 공급되면 발광하는 조명부가 구비되고, 상기 충전부는 태양전지로부터 출력되는 전기 에너지를 정전류로 변환시키는 정전류 출력 수단과, 상기 정전류 출력 수단을 통해 출력되는 정전류를 충전시키는 배터리와, 상기 배터리의 충전 정도를 감지하여 상기 정전류 출력 수단을 제어하는 과충전 방지 수단과, 상기 배터리의 방전 정도를 감지하여 상기 배터리의 방전을 제어하는 과방전 방지 수단을 포함하고, 상기 조명부는 다수 개의 엘이디 램프와, 상기 다수 개의 엘이디 램프가 고정되는 서로 다른 각도를 갖는 복수 개 이상의 경사면을 형성하는 지지판과, 다수 개의 돌출부가 상기 지지판의 경사면과 동일한 각도로 배열되어 상기 지지판의 후면을 지지하는 지지브라켓을 포함하며, 상기 충전부에 충전된 전기에너지를 출력하는 발광 드라이버와 상기 발광 드라이버와 연결되어 센서부로부터 인가되는 광량 감지 신호 및 보행자 감지 신호에 따라 상기 조명부에 서로 다른 레벨의 전원을 공급하도록 발광 드라이버를 제어하는 제어부를 포함하는 가로등에 대하여 개시한다. Prior art related to streetlights using solar light is Patent Publication No. 2006-0034768, "Energy saving solar street light and its control method." The prior art is a solar cell for converting the incident sunlight into electric power, a charging unit for converting and charging the electrical energy converted from the solar cell into a constant current, a sensor unit for detecting the amount of light and the presence of pedestrians, The lighting unit is provided to emit light when supplied, the charging unit is a constant current output means for converting the electrical energy output from the solar cell into a constant current, a battery for charging the constant current output through the constant current output means, and the degree of charge of the battery And overcharge preventing means for sensing and controlling the constant current output means, and overdischarge preventing means for controlling the discharge of the battery by detecting a discharge degree of the battery. The lighting unit includes a plurality of LED lamps and the plurality of LEDs. Shape a plurality of slopes with different angles to which the lamps are fixed And a support bracket for supporting the rear surface of the support plate, the support plate being arranged at the same angle as the inclined surface of the support plate, and connected to the light emitting driver and the light emitting driver for outputting electric energy charged in the charging unit. Disclosed is a street light including a control unit controlling a light emitting driver to supply different levels of power to the lighting unit according to a light amount detection signal and a pedestrian detection signal applied from a sensor unit.
태양광을 이용하는 가로등과 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2011-0119031호 ‘태양광 발전 엘이디 가로등’이 있다. 상기 선행기술은 전체적으로 일자 형상이면서 상단부에는 단턱을 형성하면서 상측으로 연장부가 형성된 지주, 상기 지주의 상측에서 연장부 외측으로 결합되어서 상기 단턱에 안치되되 결합 후 내부에는 외부로 빛이 조사될 수 있도록 조사 공간부를 형성하는 투명한 소재의 조사관, 상기 조사관의 상측에 결합되어 상기 조사 공간부를 통해 지주의 외주연으로 빛을 조사하도록 다수의 엘이디가 환 배치되어 있는 엘이디 기판, 상기 엘이디 기판 상측에 위치되어 상기 연장부에 고정 결합되는 연결관, 상기 연결관의 상부에서 외측으로 끼움 결합되어 고정되는 방열관, 상기 방열관 상부에서 내측으로 끼움 결합되어 고정되며, 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지 판, 상기 지주 상에 설치되어 상기 태양 전지 판에서 생산한 전기를 충전하는 축전지 및 상기 지주 상에 설치되어 상기 축전지에 충전된 직류 전원을 상기 엘이디 전구에서 사용 가능한 교류 전원으로 변환하는 인버터로 이루어진 태양광 발전 엘이디 가로등에 대하여 개시하고 있다. Another prior art related to solar streetlights is Patent Publication No. 2011-0119031, “Photovoltaic LED Street Light”. The prior art is a straight line as a whole, while the upper end is formed with a stepped upper end is formed in the upper side, coupled to the outside of the extension from the upper side of the support is settled on the stepped but irradiated so that light can be irradiated to the inside after the combination An irradiation tube made of a transparent material forming a space portion, an LED substrate coupled to an upper side of the irradiation tube and having a plurality of LEDs ring-arranged so as to irradiate light to the outer periphery of the support through the irradiation space portion, and positioned above the LED substrate. Connecting tube fixedly coupled to the part, the heat dissipation tube is fitted and fixed from the top of the connection tube to the outside, the solar cell plate is fitted and fixed by fitting the inner side from the top of the heat dissipation tube to produce electrical energy using solar energy Electricity installed on the posts and produced by the solar panel It is provided on the storage battery and the charging holding discloses a solar power LED street lamp comprising an inverter for converting the DC power charged in the storage battery to the AC power supply available in the LED light bulb.
공지된 선행기술에서 태양광 에너지 또는 태양 전지 모듈로부터 발생된 전력을 이용하는 것에 대하여 개시되어 있지만 엘이디 가로등의 특성에 대하여 적합하고 그리고 태양전지 모듈의 기술적 이점이 활용될 수 있는 구성 또는 방법에 대하여 개시하지 않는다. Although known prior art discloses the use of solar energy or power generated from a solar cell module, it does not disclose a configuration or method that is suitable for the characteristics of the LED street light and in which the technical advantages of the solar cell module can be utilized. Do not.
본 발명은 선행기술이 가진 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적은 가진다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art and has the following purpose.
본 발명의 목적은 염료감응태양전지를 이용하여 주간 및 야간에 모두 발전이 가능하면서 생산된 전력이 가로등의 작동에 사용되고 태양전지 모듈의 작동 과정에서 나타나는 전력 특성을 이용하여 가로등의 작동을 제어하는 염료감응형 태양전지 모듈을 이용한 작동 제어가 가능한 엘이디 가로등을 제공하는 것이다. An object of the present invention is a dye for controlling the operation of the street lamp by using the power characteristics appearing in the operation of the solar cell module and the power generated during the day and night power generation using a dye-sensitized solar cell It is to provide an LED street light that can be operated by using a sensitive solar cell module.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 엘이디 가로등은 각각이 회전 축을 중심으로 회전 가능하고 각각이 곡면 형상을 가지는 다수 개의 단위체로 이루어지고 각각의 단위체의 한쪽 평면에 반사 판(112)이 설치된 염료 감응형 태양전지 모듈; 각각의 유닛이 태양 전지 모듈과 마주보도록 설치되고 각각의 유닛에 적어도 하나의 엘이디 소자가 배열되어 대응되는 염료 감응형 태양 전저 모듈의 단위체의 내부로 발광이 되도록 배치된 엘이디 모듈; 제어 장치; 태양전지 모듈과 연결된 축전지; 태양전지 모듈 및 엘이디 모듈과 연결되어 되먹임 신호를 생성하는 센서 유닛; 센서 유닛에서 측정된 값과 미리 결정된 값을 비교하여 제어 장치로 전달하는 비교기; 및 유무선 통신이 가능한 통신 모듈을 포함하고, 상기 엘이디 모듈로부터 전송된 빛은 염료감응형 태양전지 모듈에 설치된 반사 판을 경유하여 조명 영역으로 전달된다. According to a preferred embodiment of the present invention, the LED street light is a dye-sensitized type consisting of a plurality of units each of which is rotatable about a rotation axis, each of which has a curved shape and the reflecting
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 비교기는 미리 설정된 전압 값을 되먹임 신호와 비교하여 제어 장치로 전달한다. According to another suitable embodiment of the invention, the comparator compares the preset voltage value with the feedback signal and transmits it to the control device.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 엘이디 가로등은 태양광과 엘이디 광에 의하여 기전력을 발생시킬 수 있고 상대 전극에 반사 판이 부착되고 회전 가능하도록 설치되는 염료감응형 태양전지 셀; 태양전지 셀의 내부로 발광되는 빛을 전송할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 엘이디 소자; 제어 장치; 시간에 따라 미리 설정된 조도 값을 가지는 비교기; 태양전지 셀로부터 발생되는 전압을 측정하여 신호를 발생시켜 비교기로 전달하는 감지 센서; 엘이디 소자로부터 발생되는 조도를 측정하기 위한 조도를 측정하여 비교기로 전달하는 조도계; 태양전지 셀로부터 발생된 전력을 저장하는 축전지; 및 외부 장치와 통신이 가능하고 비교기의 미리 설정된 조도 값을 갱신하는 통신 모듈을 포함하고, 상기 비교기는 미리 설정된 조도 값과 측정된 조도 값을 비교하여 제어 장치로 전달하고 제어 장치는 전달된 값에 따라 엘이디 소자의 출력 값 또는 특정 엘이디 소자의 발광 여부를 결정한다. According to another suitable embodiment of the present invention, the LED street light is a dye-sensitized solar cell that is capable of generating electromotive force by the sunlight and the LED light and is installed to be attached to the counter electrode and rotatable; At least one LED element disposed to transmit light emitted into the solar cell; controller; A comparator having a predetermined illuminance value according to time; A sensing sensor measuring a voltage generated from the solar cell and generating a signal and transferring the signal to a comparator; An illuminometer for measuring illuminance for measuring illuminance generated from the LED element and transmitting the illuminance to a comparator; A storage battery storing power generated from the solar cell; And a communication module capable of communicating with an external device and updating a preset illuminance value of the comparator, wherein the comparator compares the preset illuminance value with the measured illuminance value and transmits the measured illuminance value to the control device, and the control device is connected to the transmitted value. Accordingly, the output value of the LED device or whether the specific LED device emits light is determined.
본 발명에 따른 가로등은 염료감응형 태양전지 모듈을 가로등에 적용하는 것에 의하여 주간 및 야간에 모두 전력 생산이 가능하도록 하여 태양전지 모듈로부터 전력이 효율적으로 생산될 수 있도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 가로등은 자동으로 작동이 제어되도록 하는 것에 의하여 가로등의 유지 및 관리가 용이하도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 가로등은 태양전지모듈 및 가로등의 작동 상태에 대한 정보에 대한 관리를 통하여 가로등의 보수가 용이하도록 한다는 이점을 가진다. Street light according to the present invention has the advantage that by applying the dye-sensitized solar cell module to the street lamp to enable the production of power in both day and night so that the power can be efficiently produced from the solar cell module. In addition, the street lamp according to the present invention has an advantage that the maintenance and management of the street lamp is easy by automatically controlling the operation. In addition, the street lamp according to the present invention has an advantage of easy maintenance of the street lamp through management of information on the operating state of the solar cell module and the street lamp.
도 1a는 본 발명에 따른 염료감응형 태양전지 모듈이 설치된 가로등의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1b는 염료감응형 태양전지 셀과 엘이디 소자의 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 가로등에 적용되는 태양전지모듈에서 기전력이 발생되는 과정에 대한 실시 예를 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 가로등의 장치 구성에 대한 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 가로등의 작동 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다. Figure 1a shows an embodiment of a street lamp is installed with a dye-sensitized solar cell module according to the present invention.
Figure 1b shows an embodiment of the dye-sensitized solar cell and the LED device, respectively.
2 illustrates an embodiment of a process in which electromotive force is generated in a solar cell module applied to a street lamp according to the present invention.
3 schematically illustrates an embodiment of a device configuration of a street lamp according to the present invention.
4 illustrates an embodiment of an operation process of a street lamp according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
도 1a는 본 발명에 따른 염료감응형 태양전지 모듈이 설치된 가로등의 실시 예를 도시한 것이고, 도 1b는 염료감응형 태양전지 셀과 엘이디 소자의 실시 예를 각각 도시한 것이다. FIG. 1A illustrates an embodiment of a street lamp having a dye-sensitized solar cell module according to the present invention, and FIG. 1B illustrates an embodiment of a dye-sensitized solar cell and an LED device, respectively.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 엘이디 가로등은 각각이 회전 축(114)을 중심으로 회전 가능한 다수 개의 단위체(111a, 111b, 111c)로 이루어지고 각각의 단위체(111a, 111b, 111c)의 한쪽 평면에 반사 판(112)이 설치된 염료감응형 태양전지 모듈(11), 각각의 단위체(121a, 121b, 121c)가 태양 전지 모듈(11)과 마주보도록 설치되고 각각의 단위체에 적어도 하나의 엘이디 소자가 배열된 엘이디 모듈(12), 제어 장치(C), 태양전지 모듈(11)과 연결된 축전지(18), 태양전지 모듈(11)과 엘이디 모듈(12)과 연결되어 되먹임 신호를 생성하는 센서 유닛(15), 센서 유닛(15)에서 측정된 값과 미리 결정된 값을 비교하여 제어 장치(C)로 전달하는 비교기(16) 및 유무선 통신이 가능한 통신 모듈(17)을 포함하고, 상기 엘이디 모듈(12)로부터 전송된 빛은 염료감응형 태양전지 모듈에 설치된 반사 판(112)을 경유하여 조명 영역으로 전달된다. 1A and 1B, an LED street light according to the present invention includes a plurality of
염료감응형 태양전지 모듈(11)은 다수 개의 단위체(111a, 111b, 111c)로 이루어질 수 있고 각각의 단위체(111a, 111b, 111c)는 적어도 하나의 염료감응형 태양전지 셀을 포함할 수 있다. 도 1b의 (가)에 도시된 것처럼, 단위체(111)는 일정한 형태로 배열되어 빛에 의하여 기전력을 발생시킬 수 있는 적어도 하나의 셀(21)을 포함한다. The dye-sensitized
단위체(111)는 한쪽 면이 오목한 곡면을 형성하고 이에 대응되는 다른 쪽이 볼록한 곡면을 형성하는 2개의 곡면이 마주보면서 연장되는 형상을 가질 수 있다. 염료감응형 태양전지 셀(21)은 외부의 빛을 유도하기 위한 투명 전극(211), 투명 전극(211)과 마주보도록 설치되는 상대 전극(212) 및 투명 전극(211)과 상대 전극(212) 사이에 채워진 전해질(213)로 이루어질 수 있다. 투명 전극(211), 상대 전극(212) 및 전해질(213)은 이 분야에서 공지된 임의의 소재를 이용하여 다양한 형상으로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 다수 개의 셀(21)은 단위체(111)를 형성할 수 있고 그리고 다수 개의 단위체(111)가 염료감응형 태양전지 모듈(11)을 형성할 수 있다. 태양전지 모듈(11)에 배치되는 각각의 태양전지 셀(21)은 투명 전극(211)이 동일한 방향이 되도록 배치된다. 구체적으로 투명 전극(211)은 단위체(111)의 오목한 곡면을 형성하도록 배치될 수 있다. 그리고 각각의 태양전지 셀(21)의 상대 전극(212)이 단위체(111)의 볼록한 곡면을 형성하도록 배치될 수 있다. 태양전지 셀(21)의 상대 전극(212)이 배치된 면 또는 단위체(111)의 볼록한 곡면의 아래쪽에 반사 판(112)이 부착될 수 있다. 반사 판(112)은 엘이디 소자(122a, 122b)로부터 발광된 빛을 반사시킬 수 있는 임의의 소재로 만들어질 수 있다. The
염료감응형 태양전지 모듈(11)의 각각의 단위체(111a, 111b, 111c)는 서로 연결이 되어 엘이디 모둘(12)의 커버의 기능을 가지도록 배치될 있다. 또한 염료 감응형 태양전지 모듈(11)은 가로등이 설치되는 위치에 따라 태양광선의 입사 각도를 고려하여 설치될 수 있다. 달리 말하면 태양광선이 투명 전극(211)의 표면에 수직에 가까운 각도로 입사하도록 배치될 수 있다. Each
각각의 염료감응형 태양전지 모듈의 단위체(111a, 111b, 111c)는 회전이 가능하도록 설치될 수 있다. 구체적으로 회전 축(114)에 의하여 각각의 단위체(111a, 111b, 111c)는 회전이 될 수 있고 회전 축(114)은 예를 들어 외부 전원 또는 자체 전원에 의하여 구동되는 모터(도시되지 않음)와 같은 장치에 의하여 작동될 수 있다. 단위체(111a, 111b, 111c)의 회전은 입사되는 태양 광선의 각도에 적합하도록 단위체(111a, 111b, 111c)가 조절되는 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 단위체(111a, 111b, 111c)의 회전은 주간과 야간에 투명 전극(211)과 상대 전극(212)이 서로 다른 위치에 있도록 한다. 구체적으로 태양 광선이 존재하는 주간에 셀(21)로부터 기전력이 발생되도록 투명 전극(211) 면이 외부로 배치되어야 한다. 이에 비하여 야간의 경우 엘이디 소자(122a, 122b)로부터 발광되는 빛에 의하여 셀(21)이 기전력을 발생시키므로 투명 전극(211)이 안쪽 또는 엘이디 모듈(12)과 마주보도록 배치되어야 한다. 이와 같이 단위체(111a, 111b, 111c)의 회전은 주간과 야간에 투명 전극(211) 면과 상대 전극(212) 면이 서로 역전되도록 하기 위하여 요구된다.
염료감응형 태양전지 모듈(11)로부터 발생된 기전력은 변압기와 같은 장치를 포함하는 셀 제어 유닛(13)을 경유하여 축전지(18)로 전송되어 저장될 수 있다. 셀 제어 유닛(13)은 태양전지 모듈(11)로부터 발생된 전압을 변압기와 같은 장치를 통하여 적절하게 변환하여 축전기(18)에서 축전이 가능하도록 하면서 기전력이 발생되지 않는 경우 연결을 차단시키는 기능을 가질 수 있다. 그리고 축전기(18)는 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있고 본 발명은 셀 제어 유닛(13) 또는 축전기(18)의 특별한 구조에 의하여 제한되지 않는다.Electromotive force generated from the dye-sensitized
다수 개의 염료감응형 태양전지 유닛(111a, 111b, 111c)은 고정 수단(113)에 의하여 고정될 수 있다. The plurality of dye-sensitized
엘이디 모듈(12)은 적어도 하나의 엘이디 소자(122a, 122b)를 가지는 다수 개의 엘이디 유닛(121a, 121b, 121c)으로 이루어질 수 있다. 각각의 엘이디 유닛(121a, 121b, 121c)은 염료감응형 태양전지 모듈(11) 또는 단위체(111a, 111b, 111c)와 마주보도록 배치될 수 있다. The
도 1b의 (나)에 도시된 것처럼, 엘이디 유닛(121)은 적어도 하나의 엘이디 소자(122)를 포함할 수 있고 엘이디 소자(122)가 배치된 위쪽 면이 오목한 곡면이 되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 위쪽 면이 오목한 곡면이 되는 것은 엘이디 소자(122)로부터 방출된 빛이 염료감응형 태양전지 모듈의 단위체(111a, 111b, 111c)의 내부로 쉽게 유입될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 또한 각각의 엘이디 소자(122)의 외부에 조명 렌즈(123)가 배치될 수 잇고 그리고 각각의 엘이디 소자(122)의 아래쪽에 방열 판(124)이 배치될 수 있다. 조명 렌즈(123)는 조명 위치 또는 목적에 따라 오목 렌즈, 볼록 렌즈 또는 복합 렌즈가 될 수 있고 방열 판(124)은 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있다. As illustrated in (b) of FIG. 1B, the LED unit 121 may include at least one
엘이디 모듈(11)로부터 방출된 빛은 투명 전극(211)을 통하여 염료감응형 태양전지 모듈(11)로 입사되어 기전력을 발생시킬 수 있다. 엘이디 모듈(11)은 엘이디 제어 유닛(14)의 제어에 의하여 축전지(18)로부터 전력을 공급받거나 또는 축전지(18)의 전력이 충분하지 않는 경우 외부 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. Light emitted from the
제어 장치(C)는 염료감응형 태양전지 모듈의 단위체(111a, 111b, 111c)의 회전을 제어하고 엘이디 모듈(12)의 작동을 제어할 수 있다. 구체적으로 제어 장치(C)는 가로등 전체의 구동을 제어할 수 있다. The controller C may control the rotation of the
센서 유닛(15)은 각각의 염료감응형 태양전지 모듈의 단위체(111a, 111b,111c) 또는 셀(21)로부터 발생되는 전압을 탐지하거나 또는 조도를 탐지하여 제어 장치(C) 또는 비교기(16)로 전달할 수 있다. 비교기(16)는 센서 유닛(15)으로부터 측정된 전압 또는 조도를 미리 설정된 값과 비교하여 제어 장치(C)로 전달할 수 있다. 제어 장치(C)는 비교기(16)로부터 전달된 신호에 따라 염료감응형 태양전지 모듈의 단위체(111a, 111b, 111c)의 회전 각, 엘이디 모듈(12)의 점멸 또는 출력 값을 제어할 수 있다. 그리고 통신 모듈(17)은 제어 장치(C)의 제어에 의하여 가로등의 관리를 위하여 필요한 데이터를 예를 들어 관리 시스템과 같은 외부 장치에 전달하거나 또는 비교기(16)에 저장되는 미리 설정된 값을 갱신하기 위한 데이터를 외부 장치로부터 수신할 수 있다 The
센서 유닛(15), 비교기(16) 또는 통신 모듈(17)은 적절한 방법으로 염료감응형 태양전지 모듈(11), 엘이디 모듈(12) 또는 제어 장치(C)와 연결되어 필요한 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. The
아래에서 염료감응형 태양전지 셀에서 기전력이 발생되는 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter, a process of generating electromotive force in a dye-sensitized solar cell will be described.
도 2는 본 발명에 따른 가로등에 적용되는 태양전지모듈에서 기전력이 발생되는 과정에 대한 실시 예를 실시 예를 도시한 것이다.2 illustrates an embodiment of a process in which electromotive force is generated in a solar cell module applied to a street lamp according to the present invention.
도 2의 (가)는 태양광에 의하여 염료감응형 태양전지 셀(21)에서 기전력이 발생되는 실시 예를, 그리고 도 2의 (나)는 엘이디 소자(222)에 의하여 셀(21)에서 기전력이 발생되는 실시 예를 각각 도시한 것이다. 2A illustrates an embodiment in which electromotive force is generated in the dye-sensitized
도 2의 (가)를 참조하면, 셀(21)은 태양광의 입사 각도에 따라 적절하게 회전되어 위치될 수 있고 태양광은 투명 전극(211)을 통하여 셀(21)의 전해질(213)로 유입되어 반응을 유도하여 상대 전극(212)으로 전자가 전달되어 셀(21)에서 기전력이 발생될 수 있도록 한다. 이와 같은 태양광에 의한 셀(21)의 기전력 발생은 맑은 날 주간에 발생될 수 있다. 이와 같은 경우 반사 판(24)은 아래쪽 또는 엘이디 모듈(22)이 배치된 쪽에 위치하게 된다. Referring to (a) of FIG. 2, the
도 2의 (나)를 참조하면, 투명 전극(211)과 상대 전극(212)의 위치가 역전되어 투명 전극(211)이 엘이디 모듈(22)과 마주보게 된다. 엘이디 소자(222)는 예를 들어 인쇄회로기판과 같은 기판(221)에 고정되어 있고 엘이디 소자(222)로부터 방출된 빛은 투명 전극(211)을 통하여 셀(21)의 내부로 유입되어 전해질(213)에서 반응을 유도하여 전자를 들뜬 상태로 만들게 된다. 그리고 전자는 상대 전극(212)로 전달되어 셀(21)에 기전력을 발생시키게 된다. 엘이디 소자(222)에서 방출된 빛은 다시 반사 판(24)에서 반사되어 조명이 요구되는 지역으로 유도될 수 있다. 이와 같은 과정은 엘이디 모듈(22)이 작동하는 야간, 흐린 날 또는 강수가 발생하는 날에 진행될 수 있다. Referring to (b) of FIG. 2, the positions of the
태양광 또는 엘이디 방출 광에 의하여 셀(21)에서 발생된 기전력은 위에서 설명한 것처럼 축전기에 저장되어 엘이디 모듈(22)의 발광 또는 가로등과 관련된 장치의 구동을 위하여 사용될 수 있다. 가로등은 외부 전원에 연결될 수 있고 셀(21)에서 발생된 전력이 충분하지 않을 경우 외부 전력이 이용될 수 있다. The electromotive force generated in the
본 발명에 따른 가로등 관련 장치의 작동에 대하여 설명한다. The operation of the apparatus related to the street lamp according to the present invention will be described.
도 3은 본 발명에 따른 가로등의 장치 구성에 대한 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically illustrates an embodiment of a device configuration of a street lamp according to the present invention.
도 3을 참조하면, 제어 장치(31)는 시간대 별로 염료감응형 태양전지 모듈(32)의 회전 각도를 제어할 수 있다. 각각의 시간대에 따라 태양전지 모듈(32)에서 발생되는 기전력으로부터 전압 센서(321)에 의하여 전압이 측정되어 비교기(36) 또는 제어 장치(31)로 전달될 수 있다. 다른 한편으로 제어 장치(31)는 엘이디 모듈(32)을 제어하여 점등이 이루어지도록 하고 조도계(322)에 의하여 엘이디 모듈(32)의 점등에 따른 주변의 조도가 측정되어 제어 장치(31) 또는 비교기(36)로 전달될 수 있다. 비교기(36)에 시간대에 따라 미리 결정된 조도 값이 저장되어 있고 그리고 각각의 시간대와 태양전지 모듈(32)의 각에 따라 발생되어야 할 기전력이 저장되어 있다. 각각의 시간대별로 전압 센서(321) 및 조도계(322)에서 측정된 값은 제어 장치(31) 또는 비교기(36)로 전송될 수 있다. 만약 전압 센서(321) 및 조도계(322)로부터 전송되어 비교된 값이 허용된 범위 내의 값이 아니라면 제어 장치(31)는 태양전지 모듈(32)의 회전 각 또는 엘이디 모듈(33)의 출력을 제어할 수 있다. 그리고 그에 따라 전압 센서(321) 또는 조도계(322)에 의하여 측정되는 값은 되먹임 신호(FB)가 되어 다시 제어 장치(31) 또는 비교기(36)로 전달되어 관련 장치의 제어 신호로 사용될 수 있다. 엘이디 모듈(33)의 출력 제어는 예를 들어 엘이디 소자에 유입되는 전력의 크기를 제어하거나 또는 점등되는 엘이디 소자의 수를 제어하는 것에 의하여 가능하다.Referring to FIG. 3, the
염료감응형 태양전지 모듈(32) 또는 엘이디 모듈(33)의 제어 과정에서 발생된 데이터는 제어 장치(31)에 부착된 저장 매체에 저장이 되거나 또는 통신 모듈(35)을 통하여 예를 들어 관리 시스템으로 전송될 수 있다. 다른 한편으로 비교기(36)에 미리 설정된 값의 갱신이 필요한 경우 관리 시스템으로부터 통신 모듈(35)로 관련 데이터가 전송될 수 있다. The data generated during the control of the dye-sensitized
제어 장치(C)는 축전지(34)에 축전된 전력을 측정하여 외부 전원(37)이 사용 여부를 결정할 수 있고 축전지(34)는 직류(DC)형 또는 교류(AC) 형이 될 수 있다. 축전지(34)는 필요에 따라 AC를 DC로 또는 역으로 변환하기 위한 인버터(341)를 포함할 수 있다. The control device C may determine whether the
아래에서 본 발명에 따른 가로등의 작동 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter will be described the operation of the street lamp according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 가로등의 작동 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다. 4 illustrates an embodiment of an operation process of a street lamp according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가로등의 작동을 위하여 염료감응형 태양전지 모듈이 작동하여 전력이 발생될 수 있다(411). 주간에 태양전지 모듈에 의하여 발생된 전력은 축전지에 저장이 될 수 있다. 시간대별로 전압 센서에 의하여 기전력의 발생에 따른 전압 신호가 탐지될 수 있다(412). 만약 엘이디 모듈이 작동될 시간이 아니지만 실질적으로 태양광에 의한 기전력의 발생이 충분하지 않다면 염료감응형 태양전지 모듈이 회전될 수 있다(413). 그리고 시간이 경과에 따라 제어 장치에 의하여 엘이디 모듈이 작동될 수 있다. 엘이디 모듈이 작동을 위하여 제어 장치는 먼저 축전기의 전력량을 탐지하여 자가 전력으로 일정 시간 동안 엘이디 모듈의 작동 여부가 가능한지 여부를 판단할 수 있다(414). 만약 일정 시간 동안 작동시킬 수 있는 전력량이 충전되어 있지 않다면(NO) 외부 전원으로부터 전력을 공급을 받고 이와 동시에 엘이디 모듈로부터 발생되는 광에 의하여 염료감응형 태양전지 모듈에서 기전력이 발생되도록 한다. 만약 일정 시간 동안 엘이디 모듈이 작동될 수 있는 전력량이 확보가 되었다면(YES) 제어 장치는 염료감응형 태양전지 모듈의 작동 여부를 결정한다. 구체적으로 축전지와 염료감응형 태양전지모듈 사이의 전기적 연결을 차단하여 염료감응형 태양전지 모듈로부터 기전력이 발생되지 않도록 제어할 수 있다. 대안으로 염료감응형 태양전지 모듈의 회전각을 변화시켜 기전력의 발생 정도를 제어할 수 있다. 이와 같은 제어 과정에서 발생되는 전압이 측정되어 되먹임 신호이 기능을 가지도록 제어 장치로 전달될 수 있다. Referring to FIG. 4, power may be generated by operating a dye-sensitized solar cell module to operate a street lamp according to the present invention (411). Power generated by the solar cell module during the day can be stored in the battery. In
엘이디 모듈의 작동에 의한 조도가 측정될 수 있다. 각각의 시간대별로 요구되는 조도는 미리 결정이 될 수 있고 해당 시간대별로 측정된 값이 미리 결정된 값과 비교하여 허용 범위 내에 있는지 여부가 판단될 수 있다(416). 만약 조도가 허용된 범위 내에 있지 않다면(NO) 염료감응형 태양전지 모듈의 회전 각이 제어될 수 있다. 그리고 다시 측정된 조도 값이 되먹임 신호가 되어 제어 장치로 전달될 수 있다. 다른 한편으로 만약 측정된 조도 값이 허용 범위 내에 있다면(YES) 엘이디 모듈로부터 발광되는 빛에 의하여 기전력이 발생될 수 있다. 그리고 다시 염료감응형 태양전지 모듈의 작동에 따른 조도 변화가 측정되어 되먹임 신호로 제어 장치에 전달될 수 있다. 그리고 전달된 되먹임 신호에 따라 제어 장치는 염료감응형 태양전지 모듈의 회전 각 또는 작동을 제어할 수 있다. The roughness by the operation of the LED module can be measured. The illuminance required for each time zone may be determined in advance, and it may be determined whether the value measured for the corresponding time zone is within an allowable range compared to the predetermined value (416). If the illuminance is not within the permitted range (NO), the rotation angle of the dye-sensitized solar cell module can be controlled. The measured illuminance again becomes a feedback signal and can be transmitted to the control device. On the other hand, if the measured illuminance value is within the allowable range (YES), electromotive force may be generated by the light emitted from the LED module. In addition, the change in illuminance according to the operation of the dye-sensitized solar cell module may be measured and transmitted to the control device as a feedback signal. In addition, the control device may control the rotation angle or operation of the dye-sensitized solar cell module according to the transmitted feedback signal.
도 4에서 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 다양한 방법으로 본 발명에 따른 가로등의 작동이 제어될 수 있다. 예를 들어 되먹임 신호는 엘이디 모듈 또는 태양전지 모듈의 온도가 될 수 있다. 또한 필요에 따라 엘이디 모듈의 조광(Dimming) 또는 점멸이 염료감응형 태양전지 모듈의 회전 각도에 의하여 조절될 수 있다. 이와 같이 구체적인 가로등의 작동 과정에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다. The embodiment shown in FIG. 4 is exemplary and the operation of the street lamp according to the present invention may be controlled in various ways. For example, the feedback signal may be the temperature of the LED module or the solar cell module. In addition, dimming or blinking of the LED module may be controlled by the rotation angle of the dye-sensitized solar cell module as needed. As such, the present invention is not limited by the operation of the concrete street lamp.
본 발명에 따른 가로등은 염료감응형 태양전지 모듈을 가로등에 적용하는 것에 의하여 주간 및 야간에 모두 전력 생산이 가능하도록 하여 태양전지 모듈로부터 전력이 효율적으로 생산될 수 있도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 가로등은 자동으로 작동이 제어되도록 하는 것에 의하여 가로등의 유지 및 관리가 용이하도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 가로등은 태양전지모듈 및 가로등의 작동 상태에 대한 정보에 대한 관리를 통하여 가로등의 보수가 용이하도록 한다는 이점을 가진다. Street light according to the present invention has the advantage that by applying the dye-sensitized solar cell module to the street lamp to enable the production of power in both day and night so that the power can be efficiently produced from the solar cell module. In addition, the street lamp according to the present invention has an advantage that the maintenance and management of the street lamp is easy by automatically controlling the operation. In addition, the street lamp according to the present invention has an advantage of easy maintenance of the street lamp through management of information on the operating state of the solar cell module and the street lamp.
위에서 본 발명의 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. Although described in detail above with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to make various modifications and modifications to the invention without departing from the spirit of the present invention with reference to the embodiments presented. . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
11: 염료감응형 태양전지 모듈 12: 엘이디 모듈
13: 셀 제어 유닛 14: 엘이디 제어 유닛
15: 센서 유닛 16: 비교기
17: 통신 모듈 18: 축전지
21: 염료감응형 태양전지 셀 22: 엘이디 모듈
111, 111a, 111b, 111c: 염료감응형 태양전지 모듈 단위체
112: 반사 판 113:고정 수단
114: 회전 축 121a, 121b, 121c: 엘이디 유닛
122a, 122b: 엘이디 소자 123: 조명 렌즈 124: 방열 판
211: 투명 전극 212: 상대 전극
213: 전해질 221: 기판
222; 엘이디 소자
31: 제어 장치 32: 염료감응형 태양전지 모듈
33: 엘이디 모듈 34: 축전지
35: 통신 모듈 36: 비교기
37: 외부 전원
321: 전압 센서 322: 조도계
341: 인버터
C: 제어 장치 11: dye-sensitized solar cell module 12: LED module
13: cell control unit 14: LED control unit
15: sensor unit 16: comparator
17: communication module 18: storage battery
21: dye-sensitized solar cell 22: LED module
111, 111a, 111b, 111c: dye-sensitized solar cell module unit
112: reflecting plate 113: fixing means
114:
122a, 122b: LED element 123: illumination lens 124: heat dissipation plate
211: transparent electrode 212: counter electrode
213: electrolyte 221: substrate
222; LED element
31: control device 32: dye-sensitized solar cell module
33: LED module 34: storage battery
35: communication module 36: comparator
37: external power
321: voltage sensor 322: light meter
341: inverter
C: control device
Claims (3)
각각의 유닛(121a, 121b, 121c)이 태양 전지 모듈(11)과 마주보도록 설치되고 각각의 유닛에 적어도 하나의 엘이디 소자(122a, 122b)가 배열되어 대응되는 염료 감응형 태양 전지 모듈의 단위체(111a, 11b, 111c)의 내부로 발광이 되도록 배치된 엘이디 모듈(12);
제어 장치(C);
태양전지 모듈(11)과 연결된 축전지(18);
태양전지 모듈(11) 및 엘이디 모듈(12)과 연결되어 되먹임 신호를 생성하는 센서 유닛(15);
센서 유닛(15)에서 측정된 값과 미리 결정된 값을 비교하여 제어 장치(C)로 전달하는 비교기(16); 및
유무선 통신이 가능한 통신 모듈(17)을 포함하고,
상기 엘이디 모듈(12)로부터 전송된 빛은 염료감응형 태양전지 모듈에 설치된 반사 판(112)을 경유하여 조명 영역으로 전달되는 것을 특징으로 하는 작동 제어가 가능한 엘이디 가로등. It is made up of a plurality of units (111a, 111b, 111c) each of which is rotatable about a rotation axis (114) and each has a curved shape and reflecting plate (112) on one plane of each unit (111a, 111b, 111c). Dye-sensitized solar cell module 11 is installed;
Each unit 121a, 121b, 121c is installed to face the solar cell module 11, and at least one LED element 122a, 122b is arranged in each unit to correspond to the unit of the dye-sensitized solar cell module ( An LED module 12 disposed to emit light into the interior of 111a, 11b, and 111c;
Control device C;
A storage battery 18 connected with the solar cell module 11;
A sensor unit 15 connected to the solar cell module 11 and the LED module 12 to generate a feedback signal;
A comparator 16 which compares the value measured by the sensor unit 15 with a predetermined value and transmits it to the control device C; And
It includes a communication module 17 capable of wired and wireless communication,
LED light is transmitted from the LED module 12, the LED street light of the operation control is possible, characterized in that transmitted to the lighting area via the reflecting plate 112 installed in the dye-sensitized solar cell module.
태양전지 셀(21)의 내부로 발광되는 빛을 전송할 수 있도록 배치된 적어도 하나의 엘이디 소자(22);
제어 장치(31);
시간에 따라 미리 설정된 조도 값을 가지는 비교기(36);
태양전지 셀(22)로부터 발생되는 전압을 측정하여 신호를 발생시켜 비교기(36)로 전달하는 감지 센서;
엘이디 소자(22)로부터 발생되는 조도를 측정하기 위한 조도를 측정하여 비교기(36)로 전달하는 조도계;
태양전지 셀(21)로부터 발생된 전력을 저장하는 축전지(34); 및
외부 장치와 통신이 가능하고 비교기(36)의 미리 설정된 조도 값을 갱신하는 통신 모듈(35)을 포함하고,
상기 비교기는 미리 설정된 조도 값과 측정된 조도 값을 비교하여 제어 장치(31)로 전달하고 제어 장치(31)는 전달된 값에 따라 엘이디 소자(22)의 출력 값 또는 특정 엘이디 소자(22)의 발광 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 작동 제어가 가능한 엘이디 가로등. A dye-sensitized solar cell 21 which is capable of generating electromotive force by sunlight and LED light, and which is installed such that the reflecting plate 24 is attached to the counter electrode 212 and is rotatable;
At least one LED element 22 disposed to transmit light emitted into the solar cell 21;
Control device 31;
A comparator 36 having a predetermined illuminance value according to time;
A sensing sensor measuring a voltage generated from the solar cell 22 to generate a signal and delivering the signal to the comparator 36;
An illuminometer measuring illuminance for measuring illuminance generated from the LED element 22 and transmitting the illuminance to the comparator 36;
A storage battery 34 storing power generated from the solar cell 21; And
A communication module 35 capable of communicating with an external device and updating a preset illuminance value of the comparator 36,
The comparator compares the preset illuminance value with the measured illuminance value and transmits the measured illuminance value to the control device 31. LED street light capable of operation control, characterized in that determining whether the light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120038821A KR101290858B1 (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Light emitting diode street light capable of controlling turn on and off together with dimming |
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KR (1) | KR101290858B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20100037176A (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-09 | 주식회사 대경기업 | Independent power style led street lamp |
KR20110030823A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 고석주 | Solar powered street light with light emitting diode(led) module |
KR20120015004A (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-21 | 홍순황 | Functional lampshade having energy conversion module capable of converting from light energy to electric energy and method of manufacturing the same |
-
2012
- 2012-04-13 KR KR1020120038821A patent/KR101290858B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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