KR101478071B1 - 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법 - Google Patents

자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양열, 풍력에 의하여 전력을 생산하는 발전기로부터 생산된 전원을 충전하여 일정 거리 이내에 인체의 감지유무에 따라서 가로등의 밝기를 제어하는 제어시스템에서 발전전압 및 충전전압의 레벨을 측정하여 원거리에서 고장유무를 확인할 수 있는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법{Fault detecting system for streetlight using natural energy and control method thereof}
본 발명은 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광, 풍력에 의하여 전력을 생산하는 발전기로부터 생산된 전원을 충전하여 일정 거리 이내에 인체의 감지유무에 따라서 가로등의 밝기를 제어하는 제어시스템에서 발전전압 및 충전전압의 레벨을 측정하여 원거리에서 고장유무를 확인할 수 있는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
가로등은 가로교통의 안전과 보안을 위하여 가로를 따라서 설치한 조명시설이다. 가로등은 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로, 주택지구 도로 등 설치장소에 따라 그에 알맞은 종류가 사용된다.
가로등 전주의 형식에는 여러 가지가 있는데, 전주의 끝부분을 구부려서 그 끝에 등을 다는 하이웨이형, 전주의 끝부분에 가로로 가지를 뻗게 하여 거기에 등을 다는 브래킷형, 전주의 꼭대기에 등을 다는 주두형(柱頭型) 등이 있다. 광원(光源)으로는 고압수은등(高壓水銀燈), 형광등, 나트륨등, 보통 전구(電球), LED(Light Emitting Diode) 등이 사용된다. 특히 LED 광원의 경우 전력 소모량이 적고 진동에 강하며 수명이 길어 점점 가로등에 많이 사용되고 있다.
종래의 가로등은 야간에 불을 밝히기 위하여 외부전원이 필수적으로 요구되고, 전원공급수단의 유지와 보수를 위한 노력과 비용이 소모되며, 전원의 공급을 위하여 지속적인 비용이 소모되며, 이러한 외부전원으로 인하여 감전사고의 주 원인이 되어왔다.
한편, 가로등이 태양이나 바람과 같은 자연에너지에 의해 가동될 수 있도록, 자연에너지를 이용한 가로등은 국내에서 이미 많이 이용되고 있다.
종래의 태양이나 바람과 같은 자연에너지를 이용한 가로등은, 태양광 집전판이나 풍력팬에 의하여 발생된 전력이 축전기에 저장되고, 상기 축전기에 저장된 전력은 제어부에 의하여 전등으로 공급되도록 제어된다.
또한, 해외에서는 풍력팬이나 태양열 집전판을 갖가지 모양으로 제작하여 가로등의 여러 위치에 설치하는 등 자연에너지를 이용한 가로등을 다양한 방법으로 응용해오고 있다.
그러나, 상기와 같은 가로등은 고장의 발생이나 기기의 이상유무를 감지하기 위해서는 원격의 무선통신에 의한 고장진단 방식이 아닌 작업자가 일일이 순찰을 통하여 육안으로 점검하는 경우가 대부분으로 고장발생을 원격으로 확인할 수 있고, 다수개의 가로등을 하나의 제어장치에서 원격으로 통합하여 관리할 수 있는 장치의 개발이 시급한 실정이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광 및/또는 풍력에 의하여 생산되는 전력에 의한 전원으로서 주변의 인체를 감지하여 가로등의 밝기를 제어하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 원거리 유무선 통신으로 태양광 및/또는 풍력에 의하여 생산된 전력으로 점등되는 가로등 및 발전장치의 고장유무를 진단 및 경고를 발령할 수 있는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 제1실시예는 태양광에 비례하는 전원을 생산하는 태양광발전기와 바람의 세기에 비례하는 전원을 생산하는 풍력발전기를 구비한 발전부; 상기 발전부에서 생산되는 전원을 충전하여 상기 가로등에 공급하는 배터리; 상기 발전부의 발전전압, 배터리의 충전전압 및 가로등의 소비전원을 측정하여 가로등통신부를 통하여 송신하는 측정부; 상기 발전부의 출력단, 상기 배터리의 입력단, 상기 가로등의 입력단에 각각 설치되어 직류-직류변환시키는 컨버터; 가로등을 점등 및 소등 제어하는 가로등제어부; 고장발생을 시각적 또는 청각적으로 표시하는 경보부; 상기 측정부에서 측정된 발전전압과 전체 전력의 차이와 설정된 허용오차범를 비교하여 상기 발전부의 고장여부를 판단하고, 상기 배터리의 충전전압을 설정된 충전전압과 비교하여 설정된 충전전압 이하라면 상기 컨버터를 제어하여 상기 배터리에 정전류로서 충전시키고, 설정된 충전전압 이상이면 정전압을 충전시키도록 제어하고, 상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정된 최소 기준값 이하이면, 상기 가로등을 점등시키고, 상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정된 최대 기준값 이상이면 상기 가로등을 소등시키도록 상기 가로등제어부를 제어하고, 상기 배터리의 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하에서 상기 가로등의 측정 소비전력이 설정된 소비전력 이상이라면 상기 배터리의 고장을 경보 하도록 제어하고, 상기 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이상이면 상기 컨버터를 제어하여 상기 배터리를 정전압으로 충전하고, 상기 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하라면 정전류로 충전시키도록 제어하고, 상기 측정부에서 상기 풍력발전기의 회전수에 따라 설정된 기준값을 초과하는 발전전압이 감지되면 상기 풍력발전기의 감속장치 고장을 경보 하도록 상기 경보부를 제어하는 모니터링제어부; 및 상기 모니터링제어부의 제어에 의하여 고장여부와 상기 배터리와 발전부 및 가로등 상태를 시각적으로 표시 및 고장 여부를 출력하는 디스플레이를 포함한다.
본 발명의 제2실시예에 있어서, 상기 가로등부재는 상기 가로등에서 설정된 범위 이내에 인체를 감지하는 인체감지센서를 더 포함하고, 상기 가로등제어부는 및 상기 인체감지센서에서 인체가 감지되면, 상기 가로등의 정격전압의 100%출력으로 점등시키고, 인체가 감지되지 않으면, 상기 가로등의 정격전압의 30~70%의 밝기로서 선택적으로 점등시키는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 제3실시예에 있어서, 상기 가로등은 LED램프인 것을 특징으로 한다.
삭제
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본 발명의 제4실시예는 태양광발전기 및 풍력발전기에서 생산되는 전원을 직류변환하여 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 충전량이 설정된 최대 충전전압 이상이면 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 연결되는 전원라인을 차단시키는 충전단계; 상기 충전단계에서 상기 태양광발전기에서 생산된 전원이 설정된 최소 기준값 이하라면 가로등을 점등시키되, 상기 가로등에서 설정된 범위 이내에서 인체의 유무를 감지하여 상기 가로등의 밝기를 조절하는 가로등제어단계; 및 상기 가로등제어단계 및 충전단계에서 생산되는 전력량과 전체 전력량의 오차와, 상기 배터리의 충방전상태 및 가로등의 점등여부를 확인하여 고장여부를 확인하여 경보하는 고장감지단계를 포함하고, 상기 충전단계는 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 전원과, 배터리의 충전전압과, 상기 가로등의 공급전원이 측정된 측정신호를 수신하는 측정단계; 상기 측정단계에서 수신된 태양광발전기에서 생산된 발전전압이 설정된 전압레벨 이상인지를 판단하는 태양광 발전전압판단단계; 상기 태양광 발전전압판단단계에서 상기 발전전압이 설정레벨보다 높다면 배터리의 충전된 전압과 상기 배터리에서 방전되는 출력전압을 비교판단하는 배터리충전비교단계; 상기 배터리충전비교단계에서 상기 배터리의 충전전압이 상기 출력전압보다 낮다면, 상기 충전전압과 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 발전전압을 비교하는 충전 및 발전전압의 비교단계; 및 상기 충전 및 발전전압의 비교단계에서 상기 배터리의 충전전압이 상기 태양광발전기와 풍력발전기의 발전전압 이하라면, 상기 배터리를 충전하되, 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이상이라면, 상기 배터리를 정전압으로 충전하고, 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하라면, 정전류로 충전시키는 배터리 충전단계;를 포함하고, 상기 고장감지단계는 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 전원과, 상기 배터리의 충전 및 방전전압과 상기 가로등의 공급전원을 측정한 전원측정신호를 수신하는 전원측정단계; 상기 전원측정단계에서 측정되는 전체 전력, 전제 발전전력과 소비전력을 비교하여 전력손실량을 연산하여 고장발생여부를 확인하는 전력손실판단단계; 상기 전원측정단계에서 측정되는 풍속발전기의 발전전압과 전력이 설정된 레벨을 비교하고, 측정된 발전전압이 설정레벨보다 높다면 고장발생을 표시하는 풍력발전판단단계; 상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정된 발전전압 이하이고, 상기 가로등의 소비전력이 설정된 소비전력 이하라면 가로등에 고장이 발생된 것으로 판단하는 가로등판단단계; 및 상기 전원측정단계에서 측정되는 상기 배터리의 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하이고, 상기 가로등의 소비전력이 설정된 소비전력 이상이라면 상기 배터리에 고장이 발생된 것으로 판단하는 배터리판단단계를 포함한다.
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본 발명의 제5실시예에 있어서, 상기 충전 및 발전전압의 비교단계에서 상기 배터리의 충전전압과 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 발전전압을 비교하여 상기 배터리의 충전 전압이 높다면 상기 풍력발전기와 태양광발전기에서 연결되는 전원라인을 차단하는 라인오프단계를 더 포함한다.
본 발명의 제6실시예에 있어서, 상기 태양광발전전압 판단단계는 상기 태양광발전기로부터 생산되는 발전전압이 설정레벨 이하라면, 상기 가로등 점등 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7실시예에 있어서, 상기 가로등제어단계는 상기 충전단계에서 태양광의 발전전압이 설정레벨보다 낮다면 배터리에서 측정된 현재 충전전압과 설정된 충전전압을 비교하는 배터리전압비교단계; 상기 배터리전압비교단계에서 상기 충전전압이 설정된 충전전압 이상이라면 상기 가로등을 점등하도록 제어하고, 설정된 범위 이내에서 인체가 감지되는 지를 판단하는 인체감지판단단계; 상기 인체감지판단단계에서 인체감지신호가 수신되면, 상기 가로등의 밝기를 정격전압 100%의 세기로 점등시키도록 제어하는 가로등출력단계; 상기 가로등출력단계 이후에 인체감지신호가 수신되지 않으면, 상기 가로등의 밝기를 30~70%의 세기로서 점등하도록 조절하는 가로등출력조절단계; 및 상기 가로등출력단계 또는 가로등출력조절단계 이후에 상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정레벨 이상으로 출력되면 상기 가로등을 소등시키는 가로등 소등단계를 포함한다.
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본 발명의 제8실시예에 있어서, 상기 가로등판단단계는 인체의 감지신호가 인가되고, 상기 가로등에 공급되는 전압과 설정된 공급전압의 레벨을 비교하여 가로등의 고장여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제9실시예에 있어서, 상기 배터리 판단단계는 상기 배터리의 충전전압이 설정된 최대 충전전압 이상이고, 풍력발전기와 태양광발전기가 온되어 발전전압이 계속 충전되고 있는 지를 확인하여 고장여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 가로등 근처의 인체를 감지하여 밝기를 조절할 수 있어 불필요한 에너지의 낭비를 방지할 수 있고, 원거리에서 가로등 및 발전장치의 전원레벨을 감지하여 발전기의 고장유무, 배터리의 충방전상태 이상 및 가로등의 점등상태를 확인하여 고장을 감지할 수 있어 관리가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법을 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 충전단계를 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 가로등제어단계를 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 고장감지단계를 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템은 태양광 및 풍력에 의해 생산되는 자연에너지를 이용하여 가로등(73)을 점등 및 소등시키는 하나 이상의 가로등부재(10~80)와, 상기 하나 이상의 가로등부재(10~80)와 원격통신하여 고장유무 및 각 가로등부재(10~80)에 포함되는 가로등(73)의 점등을 제어하는 모니터링부재(90)를 포함한다.
상기 모니터링부재(90)는 상기 하나 이상의 가로등부재(10~80)와 원거리에서 유무선 통신으로 연결되어 상기 가로등부재(10~80)의 고장진단 및 가로등(73)을 인체의 감지유무에 따라서 서로다른 밝기로서 구동하도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 상기 모니터링부재(90)는 상기 하나 이상의 가로등부재(10~80)를 구분할 수 있도록 고유의 코드를 설정하여 다 수개의 가로등부재(10~80)에서 발생되는 고장유무를 확인할 수 있다.
상기 가로등부재(10~80)는 태양광을 전기에너지로 변환시켜 출력하는 태양광발전기(12)와 풍력을 전기에너지로 변환시켜 출력하는 풍력발전기(11)를 포함하는 발전부(10)와, 상기 발전부(10)에서 출력된 전원을 직류변환시키는 제1컨버터(20)와, 상기 제1컨버터(20)에서 출력되는 직류전원을 변환시켜 배터리(40)에 인가하는 제2컨버터(30)와, 상기 배터리(40)에서 출력된 전원을 변환시키는 제3컨버터(50)와, 상기 제1컨버터(20)와 배터리(40)와 제3컨버터(50)의 출력전압 및 전류를 측정하는 측정부(60)와, 상기 배터리(40)에서 출력되는 전원에 의하여 점등되는 가로등(73)과, 상기 가로등(73)을 점등제어하는 가로등제어부(71)와, 상기 가로등(73)의 주변에서 인체를 감지하는 인체감지센서(72)와, 상기 측정부(60)의 측정신호를 통신하는 가로등통신부(80)를 포함한다.
상기 태양광발전기(12)는 일출시간에서 일몰전까지 입사되는 태양광을 전기에너지로 변환시켜 출력하고, 상기 풍력발전기(11)는 풍력을 전기에너지로 변환시켜 출력한다. 여기서 상기 태양광발전기(12)와 상기 풍력발전기(11)는 서로 다른 전기적 라인으로 연결되어 각각 서로 다른 컨버터에 연결되는 것이 바람직하나, 도 1에서 상기 제1컨버터(20)에 상기 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)가 공통으로 연결된 것으로 도시하였다.
상기 제1컨버터(20)는 DC/DC 컨버터로서 상기 태양광발전기(12) 또는 상기 풍력발전기(11)에서 출력되는 직류전원을 직류로 변환시켜 상기 제2컨버터(30)를 통하여 상기 배터리(40)를 충전시킨다.
상기 제2컨버터(30)는 상기 제1컨버터(20)와 배터리(40) 사이의 전원 라인에 연결되어 상기 제1컨버터(20)에서 인가되는 직류전원을 직류로 변환시켜 상기 배터리(40)를 충전시킨다.
상기 배터리(40)는 상기 제2컨버터(30)를 통하여 변환된 직류전원을 충전하며, 상기 제3컨버터(50)를 통하여 상기 가로등(73)에 연결되는 전원 라인이 온되면 상기 가로등(73)에 전원을 출력한다.
상기 제3컨버터(50)는 상기 배터리(40)에서 출력된 전원을 상기 가로등(73)에 인가한다. 여기서 상기 제1 내지 제3컨버터(20~50)는 상기 가로등제어부(71)의 제어에 의하여 상기 가로등(73)에서 배터리(40)에 연결되는 전원 라인을 스위칭하여 통전 또는 차단시킬 수 있다. 상기 제3컨버터(50)는 상기 가로등(73)에 형광램프가 적용되면, 직류-교류변환하거나, LED램프가 적용되면 직류-직류 변환하여 상기 가로등(73)에 출력한다.
상기 가로등(73)은 상기 배터리(40)에서 인가된 전원레벨에 따라서 100%의 발광출력하거나 30~70%의 밝기로서 발광된다. 여기서 상기 가로등(73)은 엘이디램프 또는 형광램프이며, 더욱 바람직하게로는 엘이디램프를 적용하는 것이다.
상기 인체감지센서(72)는 상기 가로등(73)의 주변에서 인체를 감지하여 상기 가로등통신부(80)를 통하여 상기 모니터링제어부(91)에 인체감지신호를 인가한다. 여기서 상기 인체감지센서(72)는, 예를 들면, 적외광 센서로서 상기 가로등(73)주변에 적외광을 조사하여 가로등(73)주변의 인체유무를 감지하여 상기 모니터링제어부(91)에 인가한다.
상기 가로등통신부(80)는 가로등부재(10~80) 별로 부여되는 고유의 고유코드를 포함하며, 상기 인체감지센서(72)의 인체감지신호와 상기 측정부(60)의 전원측정신호를 상기 모니터링부재(90)에 상기 고유코드와 함께 송신한다.
상기 가로등제어부(71)는 상기 모니터링부재(90)의 제어신호에 따라서 상기 가로등(73)의 출력을 조절하여 발광하도록 제어한다. 즉, 상기 가로등제어부(71)는 상기 가로등(73)의 전원라인에서 스위칭 PWM(Pulse Width Modulation)을 변경하여 가로등(73)의 밝기를 100% 또는 30~70%의 세기로서 발광되도록 제어한다.
상기 측정부(60)는 상기 발전부(10)의 출력전압 및/또는 전류의 레벨을 감지하여 상기 모니터링부재(90)에 인가한다. 여기서 상기 측정부(60)는 상기 태양광발전기(12)와 풍력발전기(11)에서 생산되어 출력되는 전압과 전류를 측정하여 상기 가로등통신부(80)에 인가한다. 또한 상기 측정부(60)는 상기 제2컨버터(30)의 출력단에서 상기 배터리(40)의 충전전압 및 전류와 상기 제3컨버터(50)의 출력단에서 출력되는 배터리에서 방전되는 출력전압 및 전류를 감지하여 상기 가로등통신부를 통하여 상기 모니터링부재(90)에 송신한다.
상기 모니터링부재(90)는 상기 가로등통신부(80)와 통신하는 원격통신부(94)와, 상기 원격통신부(94)에서 출력된 측정신호를 수신하여 각 구성별 고장유무를 판단하는 모니터링제어부(91)와, 상기 모니터링제어부(91)의 제어에 의하여 고장유무 및 측정전원레벨을 출력하는 디스플레이(92)와, 측정결과와 상기 가로등부재의 고유코드와 고장감지를 위하여 비교하는 설정되는 기준값을 저장하는 데이타베이스(93)를 포함한다.
상기 원격통신부(94)는 상기 가로등통신부(80)에서 수신된 고장감지신호를 수신하여 상기 모니터링제어부(91)에 인가한다. 여기서 상기 원격통신부(94)는 상기 측정부(60)에서 수신된 발전부(10)에서 생산되는 전압 및 전류, 배터리(40)의 충방전 전압 및 전류, 가로등(73)의 전압 및 전류를 포함한다.
상기 모니터링제어부(91)는 상기 원격통신부(94)에서 수신된 상기 측정부(60)의 전원감지신호를 수신하여 상기 가로등제어부(71)를 제어하여 가로등(73)의 점등을 제어하고, 상기 배터리(40), 발전부(10) 및 가로등(73)의 고장유무를 판단한다. 여기서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 원격통신부(94)를 통하여 수신되는 상기 가로등부재(10~80)의 측정신호에 포함된 각 가로등부재(10~80)의 고유코드를 통하여 해당 가로등부재(10~80)의 정보를 확인한다.
또한 상기 모니터링제어부(91)는 상기 인체감지센서(72)의 인체감지 유무에 따라서 상기 가로등제어부(71)를 제어하여 상기 가로등(73)의 점등을 제어할 수 있다.
또한 상기 모니터링제어부(91)는 전력손실량과, 풍력발전기(11)의 제동, 가로등(73) 및 배터리(40)의 이상유무를 확인한다. 여기서 상기 전력손실량에 의한 고장유무는 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)에서 생산되는 각각의 전력의 합이 전체 전력량과 비교하여 오차가 발생되고, 오차의 범위가 설정된 허용오차범위를 벗어난다면 상기 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)에 고장이 발생된 것으로 판단한다.
아울러 상기 모니터링제어부(91)는 배터리(40)에 충전된 전력과 상기 가로등(73)의 소비전력을 비교하여 상기 배터리(40)와 가로등(73)의 고장유무를 판단한다.
또한 상기 모니터링 제어부는 풍력발전기(11)에서 출력되는 전원이 설정된 최대 기준값 보다 많다면 풍력발전기(11)의 감속장치가 고장난 것으로 판단한다.
또한 상기 모니터링제어부(91)는 상기 가로등(73)의 고장유무를 판단함에 있어서 태양광발전기(12)의 발전전압과 가로등(73)의 소비전력이 설정된 레벨보다 많다면 낮 시간에 가로등(73)이 점등된 상태로서 판단하고, 인체감지센서(72)의 인체감지신호가 수신된 상태에서 가로등(73)의 입력측에서 측정되는 공급전압이 설정된 최소 기준값 이하라면 가로등(73)이 점등되지 않은 것으로 확인된다.
또한 상기 모니터링제어부(91)는 배터리(40)의 고장유무 판단에 있어서 배터리(40)의 방전 및 충전상태를 통하여 충전되는 전원의 입력라인 및 방전되는 출력라인을 선택적으로 차단할 수 있다. 즉, 상기 모니터링제어부(91)는 배터리(40)의 충전전압이 설정기준 이하이고, 가로등(73)의 소비전력이 설정기준 이상, 또는 상기 배터리(40)의 충전전압이 설정기준 이상이고, 풍력발전기(11) 및 태양광발전기(12)가 온되어 있다면 배터리(40)를 보호하기 위하여 상기 제1 내지 제3컨버터(20, 30, 50)를 선택적으로 제어하여 전원의 입력을 차단한다.
상기 모니터링제어부(91)는 상기와 같이 전력손실량을 통한 발전부(10)의 고장유무, 그리고 설정된 기준값과 각각 비교하여 상기 가로등(73) 및 배터리(40)의 이상유무를 확인하여 상기 디스플레이(92)에 그 결과를 표시한다.
여기서 본 상기 모니터링부재는 고장발생을 시각적 및/또는 청각적으로 경보할 수 있는 경보부(도면에 표시되지 않음)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 디스플레이(92)는 상기 모니터링제어부(91)의 제어에 의하여 상기 발전부(10)와 가로등(73)의 동작상태 및 배터리(40)의 충방전상태를 각각 출력한다. 더욱 바람직하게는 상기 디스플레이(92)는 상기 모니터링제어부(91)의 제어에 의하여 상기 측정부(60)에서 측정되는 각각의 전압 및 전류값을 표시하는 것이다.
상기 데이타베이스(93)는 상기 하나 이상의 가로등부재(10~80)의 고유코드와, 각 가로등부재(10~80)의 고장이력과, 배터리(40)의 충전가능한 최대 충전전압과, 방전가능한 최소 충전전압, 그리고 가로등(73)의 점등과 고장판단을 위한 설정기준값이 저장된다. 상기 기준값은 후술되는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 설명한다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 도 2 내지 도 5의 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법은 발전부(10)에서 생산된 발전전압을 직류변환하여 상기 배터리(40)에 충전시키는 충전단계(S10)와, 상기 충전단계(S10)에서 일몰 또는 일출에 맞춰서 상기 가로등(73)을 온오프하는 가로등제어단계(S20)와, 상기 충전단계(S10)와 가로등제어단계(S20)에서 전력량의 손실과 배터리(40)와 가로등(73) 및 발전부(10)의 고장유무를 감지하여 표시하는 고장감지단계(S30)를 포함한다.
상기 충전단계(S10)는 상기 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)에서 생산된 전원을 DC/DC 컨버팅하여 상기 배터리(40)에 충전하는 단계이다. 상기 충전단계(S10)의 상세구성은 도 3에 도시된 바와 같다.
도 3은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 충전단계를 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 상기 충전단계(S10)는 태양광발전기(12)와 풍력발전기(11)에서 가로등(73)까지의 전원을 측정하는 측정단계(S11)와, 상기 측정단계(S11)에서 태양광발전기(12)의 발전전압이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 태양광 발전전압 판단단계(S12)와, 상기 태양광발전전압 판단단계(S12)에서 발전전압이 설정된 기준값 보다 높다면 배터리(40) 충전전압과 출력전압을 비교판단하는 배터리충전비교단계(S13)와, 상기 배터리충전비교단계(S13)에서 상기 배터리(40)의 충전전압과 발전부(10)의 발전전압을 비교하는 충전 및 발전전압의 비교단계(S14)와, 상기 충전 및 발전전압의 비교단계(S14)에서 배터리(40)의 충전전압이 설정된 발전전압의 기준값 보다 높지 않다면 배터리(40)를 충전하는 배터리충전단계(S15)와, 상기 배터리충전단계(S15) 이후에서 배터리(40) 충전전압이 설정된 충전전압의 기준값 이하인지를 판단하는 충전레벨 비교단계(S16)와, 상기 충전레벨 비교단계(S16)에서 배터리(40)의 충전전압이 설정된 충전전압의 기준값 이상이면 정전압으로 충전하는 정전압충전단계(S17)와, 상기 충전레벨 비교단계(S16)에서 배터리(40) 충전전압이 설정된 충전전압의 기준값 이하이면 정전류로서 배터리(40)를 충전하는 정전류충전단계(S18)를 포함한다.
여기서 상기 배터리충전비교단계(S16)에서 배터리(40)의 충전이 필요하지 않은 것으로 판단되면 발전부(10)에서 배터리(40)에 연결되는 전원라인을 오프시키고, 상기 충전 및 발전전압의 비교단계(S14)에서 상기 배터리(40)의 충전전압과 발전전압을 비교하여 충전전압이 발전전압보다 높다면 발전부(10)에서 배터리(40)에연결되는 전원라인을 오프시키는 라인오프단계(S19)를 더 포함한다.
상기 측정단계(S11)는 상기 측정부(60)에서 상기 발전부(10)의 출력단과 배터리(40)의 입력단과 출력단에서 전압과 전류를 측정하여 상기 모니터링제어부(91)에 인가하는 단계이다. 여기서 상기 측정부(60)는 상기 모니터링제어부(91)의 제어에 의하여 상기 발전부(10)의 출력단, 즉, 상기 태양광발전기(12)의 출력단과 상기 풍력발전기(11)의 출력단에서 각각 전압 및 전류를 측정하여 상기 가로등통신부(80)를 통하여 상기 모니터링제어부(91)에 측정신호를 송신한다.
상기 태양광발전전압 판단단계(S12)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 측정부(60)의 태양광발전기(12)로부터 생산되는 발전전압의 레벨을 확인하여 설정레벨과 비교판단하는 단계이다. 상기 모니터링제어부(91)는 상기 태양광발전기(12)에서 출력된 발전전압이 예를 들면, 5.5V 이하라면, 태양광이 약하여 주변이 어두운 시간이라 판단하여 상기 가로등제어부(71)에 가로등 점등 제어신호를 인가한다.
즉, 본 발명은 태양광발전기(12)에서 태양광의 세기에 따라서 발전된 전압의 레벨에 차이가 발생됨을 이용하여 가로등(73)의 점등 및 소등을 제어할 수 있다. 여기서 상기 태양광발전기(12)의 발전전압이 설정레벨 이상이면, 현재 태양광의 세기가 일정하게 유지되고 있어 가로등(73)을 계속 소등시킨다.
상기 배터리충전비교단계(S13)는 상기 모니터링제어부(91)는 상기 태양광발전전압 판단단계(S12)에서 상기 태양광의 발전전압이 설정레벨 이하이면, 배터리(40)의 충전전압과 출력되는 방전전압을 비교하는 단계이다. 여기서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 측정부(60)에서 상기 배터리(40)에 충전된 충전전압과, 상기 제3컨버터(50)의 입력단에서 상기 배터리(40)에서 출력되는 방전전압의 감지신호를 수신하여 상기 충전전압과 방전전압을 비교한다. 따라서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 충전전압이 방전전압 이상이라면, 상기 발전부(10)에서 상기 배터리(40)에 연결되는 전원라인중 어느 하나를 오프시킨다.
상기 충전 및 발전레벨 비교단계(S14)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 배터리(40)에 충전된 충전전압의 레벨과 상기 발전부(10)에서 출력되는 발전전압레벨을 비교하는 단계이다. 여기서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 측정부(60)에서 상기 배터리(40)에서 충전된 충전전압과 상기 제1컨버터(20)의 입력단에서 상기 풍력발전기(11)에서 생산되는 발전전압을 측정한 측정신호를 수신하여 상기 충전전압과 발전전압을 비교한다.
여기서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 충전전압이 상기 발전전압보다 높다면, 상기 발전부(10)에서 배터리(40)에 연결되는 전원라인, 예를 들면, 제1컨버터(20)를 오프시켜 상기 발전전압을 차단한다.
상기 배터리충전단계(S15)는 충전 및 발전레벨 비교단계(S14)에서 상기 충전전압이 발전전압 이하라면, 상기 배터리(40)에 전압이 충전시키도록 제어하는 단계이다.
상기 충전레벨 비교단계(S16)는 상기 배터리(40)의 충전전압이 설정레벨 이하인지를 비교하여 정전압 또는 정전류로 충전할 것인지를 비교 판단하는 단계이다.
상기 정전압충전단계(s17)는 상기 충전레벨 비교단계(S16)에서 상기 배터리(40)의 충전전압이 설정레벨 이상이라면, 상기 제3컨버터(50)에서 출력되는 충전전압을 상기 배터리(40)에 인가하여 충전시키는 단계이다.
상기 정전류충전단계(S18)는 상기 충전레벨 비교단계(S16)에서 상기 배터리(40)의 충전전압이 설정레벨 이상이라면, 상기 배터리(40)를 전류로서 충전시키는 단계이다.
본 발명은 상기와 같이 충전단계에서 배터리(40)의 충전전압과 방전전압, 충전전압과 발전전압을 각각 비교하여 배터리(40)의 충전 또는 발전전압을 선택적으로 차단할 수 있다. 아울러 상기 모니터링제어부(91)는 상기 측정부(60)의 감지신호를 통하여 원격으로 상기 배터리(40)의 충전 및 가로등(73) 점등을 원격제어할 수 있다. 이와 같은 본 발명은 유무선 통신을 이용하여 하나 이상의 가로등(73)을 하나의 모니터링제어부(91)에서 원격으로 제어할 수 있어 인력의 감축 및 관리의 편의를 도모할 수 있다.
또한 본 발명은 충전단계 이후에 상세한 가로등제어단계(S20)를 진행할 수 있다. 여기서 상기 가로등제어단계(S20)는 상기 충전단계(S10)에서 태양광 발전전압 판단단계(S12)에서 상기 태양광발전전압이 설정레벨 이하이면 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 가로등(73)의 점등제어신호를 상기 가로등제어부(71)에 인가한다. 이와 같은 가로등제어단계(S20)는 하기에서 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 가로등제어단계를 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서 상기 가로등제어단계(S20)는 상기 측정단계(S10)에서 상기 태양광발전전압 판단단계(S12)에서 태양광의 발전전압이 설정레벨보다 낮다면 배터리(40)의 충전전압과 설정된 충전전압을 비교하는 배터리전압비교단계(S21)와, 인체감지신호가 인가됨을 판단하는 인체감지판단단계(S22)와, 가로등(73)의 밝기를 100%출력으로 세기를 조절하는 가로등출력단계(S23)와, 가로등(73)의 밝기를 100% 이하로 조절하는 가로등출력조절단계(S24)와, 태양광발전전압과 설정된 발전전압의 기준값을 비교하여 가로등(73)의 소등여부를 판단하는 가로등 소등판단단계(S25)와, 상기 가로등 소등판단단계(S25)에서 가로등(73)의 소등시기임이 판단되면 가로등(73)을 소등하는 가로등 소등단계(S26)를 포함한다.
상기 배터리전압비교단계(S21)는 상기 모니터링제어부(91)가 상기 태양광발전전압 판단단계에서 태양광발전기(12)에서 발전된 전압이 설정레벨보다 낮다면, 상기 측정부(60)를 제어하여 상기 배터리(40)에 충전된 전압과 설정된 충전전압의 기준값을 비교하는 단계이다. 상기 모니터링제어부(91)는 상기 측정부(60)에서 측정된 상기 배터리(40)의 충전전압(즉, 배터리(40)의 잔여 충전량)과 설정된 배터리(40)의 충전전압을 비교하여 가로등(73)의 점등유무를 판단한다.
여기서 상기 배터리(40)의 충전전압은 상기 배터리(40)에서 충전된 전압의 최소레벨을 설정한 것으로서 상기 충전전압 이상의 전압이 배터리(40)에 충전된 상태라면 상기 모니터링제어부(91)에서 가로등(73)점등제어신호를 상기 가로등제어부(71)에 인가한다. 반대로 상기 모니터링제어부(91)는 상기 배터리(40)의 충전전압 보다 상기 배터리(40)의 충전전압이 낮다면 상기 가로등(73)을 소등상태로 유지하고 상술한 충전단계를 진행한다.
상기 인체감지판단단계(S22)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 인체감지센서(72)의 감지신호를 수신하여 상기 가로등(73)주변에 인체의 감지유무를 판단하는 단계이다. 상기 인체감지센서(72)는 상기 가로등(73)주변의 일정 범위 내에서 보행자가 접근되면, 인체감지신호를 상기 가로등통신부(80)를 통하여 상기 모니터링제어부(91)에 인가한다.
상기 가로등출력단계(S23)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 인체감지센서(72)로부터 인체감지신호가 수신되면, 상기 원격통신부(94)를 통하여 상기 가로등제어부(71)에 상기 가로등(73) 밝기를 100%의 세기로 점등시키는 제어신호를 인가하는 단계이다. 여기서 상기 가로등제어부(71)는 상기 모니터링제어부(91)의 제어신호를 수신하여 상기 제3컨버터(50)에서 가로등(73)으로 연결되는 전원라인에 인가되는 전원의 듀티비(Duty rate)를 100%로서 상기 가로등(73)에 인가되도록 전원을 제어하여 상기 가로등(73)에서 밝기가 100%의 세기로서 출력되도록 한다.
상기 가로등출력조절단계(S24)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 인체감지센서(72)로부터 가로등(73)주변에서 인체감지신호가 수신되지 않으면, 상기 가로등제어부(71)에 상기 가로등(73)의 밝기 세기를 30~70%로서 점등되도록 제어하는 단계이다. 여기서 상기 가로등제어부(71)는 상기 모니터링제어부(91)의 출력조절신호가 상기 가로등통신부(80)를 통하여 수신되면, 상기 제3컨버터(50)에서 상기 가로등(73)에 인가되는 전원을 스위칭하여 듀티비를 조절하므로 정격전압의 30~70%의 세기로서 점등되도록 제어한다.
상기 가로등소등판단단계(S25)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 측정부(60)의 태양광발전전압 감지신호를 수신하여 설정된 태양광 발전전압의 기준값 이상이라면 가로등(73)의 소등여부를 판단하는 단계이다.
상기 태양광발전기(12)는 광량에 비례하여 전압을 발전하여 출력한다. 따라서 일출된 이후에는 광량이 많아지기 때문에 발전전압이 증가 된다. 그러므로 상기 모니터링제어부(91)는 상기 태양광발전전압이 설정레벨 이상이 되면, 상기 가로등(73)을 소등시키도록 상기 가로등제어부(71)에 제어신호를 인가한다.
상기 가로등소등단계(S26)는 상기 가로등(73)소등판단단계에서 상기 모니터링제어부(91)가 태양광발전전압 레벨이 설정레벨이상이라고 판단되면, 상기 가로등제어부(71)에 가로등(73)소등신호를 인가하는 단계이다. 상기 모니터링제어부(91)는 상기 원격통신부(94)를 통하여 상기 가로등제어부(71)에 가로등(73) 소등신호를 송신한다. 따라서 상기 가로등제어부(71)는 상기 제3컨버터(50)에서 상기 가로등(73)에 연결되는 전원라인을 차단하여 가로등(73)을 소등시킨다.
상기와 같이 상기 모니터링제어부(91)는 상기 측정부(60)에서 상기 발전부(10), 배터리(40) 및 가로등(73)에 연결되는 전원 라인의 전압 및 전류를 측정하여 배터리(40)의 충전여부 및 가로등(73)의 점등을 제어한다. 또한 본 발명은 고장감지단계(S30)를 통하여 상술한 바와 같이 상기 모니터링제어부(91)가 상기 측정부(60)의 전원감지신호에 따라서 원격으로 고장여부를 감지할 수 있는 것을 특징으로 하며, 이는 하기의 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법에서 고장감지단계를 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상기 고장감지단계(S30)는 상기 모니터링제어부(91)에서 측정부(60)의 전원감지신호를 수신하는 전원측정단계(S31)와, 상기 전원측정단계(S31)에서 측정된 전력량을 연산하여 전력손실을 설정된 기준과 비교하여 고장유무를 판단하는 전력손실판단단계(S32)와, 풍력발전기(11)의 발전전압을 측정하여 풍력발전기(11)의 고장유무를 판단하는 풍력발전판단단계(S33)와, 가로등(73)의 동작상태를 감지하여 가로등(73)의 고장유무를 판단하는 가로등판단단계(S34)와, 배터리(40)의 고장유무를 판단하는 배터리판단단계(S35)와, 고장이 발생 되면 경보하는 경보단계(S36)를 포함한다.
상기 전원측정단계(S31)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 측정부(60)를 제어하여 상기 발전부(10), 배터리(40) 및 가로등(73)의 전압 및 전류를 측정하도록 제어하고, 측정된 신호를 수신하는 단계이다. 상기 모니터링제어부(91)는 상기 측정부(60)를 제어하여 전력 허용오차범위의 초과, 누설전류, 각부분 별 최대 전압 및 전류값을 수신한다.
상기 전력손실판단단계(S32)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 측정부(60)에서 측정된 각부분별 전력손실량을 측정한다. 이때 상기 전력손실량은 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)에서 생산된 전력량과 전체 전력량을 비교하거나, 배터리(40)와 가로등(73)의 사용전력을 합한 전력과 전체 전력량을 비교, 또는 배터리(40)와 가로등(73)의 사용전력량이 일치되는 가를 비교한다.
따라서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)에서 생산된 전력의 합이 전체 전력량에 일치되거나 허용 오차범위 내에 존재하면 정상으로 판단한다. 또는 상기 모니터링제어부(91)는 풍력발전기(11)와 태양광발전기(12)에서 생산된 전력이 전체 전력에 차이가 있고, 그 차이가 허용 오차범위 외로 판단되면 고장으로 판단한다.
상기 풍력발전판단단계(S33)는 상기 모니터링제어부(91)에서 상기 풍력발전기(11)에서 생산되는 발전전압의 최대값을 기준값으로 설정하고, 실제 측정된 발전전압과 설정된 기준값을 비교하여 상기 풍력발전기(11)의 고장유무를 판단한다. 여기서 상기 풍력발전기(11)는 바람이 강하면 빠르게 회전되어 전원을 생산할 수 있으나, 그 회전수가 과도하게 많아지면 풍력발전기(11)에 고장이 발생될 수 있다. 따라서 일반적으로 풍력발전기(11)는 적정한 회전수를 유지하기 위하여 감속장치를 구비한다. 그러므로 상기 풍력발전기(11)는 적정한 회전수의 범위가 설정되고, 설정된 최대 회전수에 따라서 생산되는 발전전압의 레벨이 설정된다.
따라서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 풍력발전기(11)에서 생산되는 발전전압이 최대 회전수에 따라 설정된 최대 전압으로 설정된 기준값을 초과하면, 상기 풍력발전기(11)의 감속장치에 고장 발생을 판단할 수 있다.
상기 가로등판단단계(S34)는 상기 모니터링제어부(91)에 가로등(73)의 온오프 상태를 확인하여 고장 유무를 판단하는 단계이다. 여기서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 태양광발전기(12)에서 출력되는 태양광 발전전압이 설정된 발전전압의 기준값 이하라면, 상기 가로등(73)을 온시키도록 제어신호를 인가한다. 이때 상기 모니터링제어부(91)는 상기 가로등(73)에서 소비전력이 설정된 소비전력의 기준값과 비교하여 고장유무를 판단할 수 있다.
여기서 상기 설정기준은 상기 태양광발전전압이 설정된 발전전압의 기준값 이상으로서 상기 가로등(73)이 점등되어 소비되는 전력량의 최소값 이다. 따라서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 기준값과 현재 소비전력을 비교하여 상기 가로등(73)의 소비전력량이 설정된 기준값 이하라면 상기 가로등(73)이 점등되지 않은 것으로 판단한다.
또는 상기 모니터링제어부(91)는 상기 인체감지센서(72)로부터 인체감지신호가 인가된 이후에 상기 가로등(73)의 공급전압을 측정하여 고장유무를 판단한다. 상기 가로등(73)은 인체가 감지되면, 밝기의 세기가 정격전압에 의한 100%의 출력으로 발광된다. 따라서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 인체감지신호가 수신된 이후에 상기 가로등(73)에 인가되는 공급전압이 가로등(73)의 정격전압에 해당되는 지를 확인하여 고장유무를 판단한다. 여기서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 구동전압이 상기 가로등(73)의 정격전압 이하라면, 상기 가로등(73)이 정격전압에 의한 100%에 해당하는 밝기로서 발광되지 못하기 때문에 고장이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
상기 배터리판단단계(S35)는 상기 모니터링제어부(91)가 측정된 상기 배터리(40)의 충전전압과 소비전력 및 생산전력을 통하여 상기 배터리(40)의 고장유무를 판단하는 단계이다. 상기 모니터링제어부(91)는 상기 배터리(40)에서 방전가능한 최소 충전전압과 충전가능한 최대 충전전압을 설정한다. 따라서 상기 모니터링제어부(91)는 상기 배터리(40)의 충전전압이 방전가능한 최소레벨 이하에서 상기 가로등(73)의 소비전력이 설정 기준이상이라면 상기 배터리(40)의 충방전기능에 이상이 있음을 확인할 수 있다.
또한 상기 모니터링제어부(91)는 충전가능한 최대 충전전압 이상의 충전전압이 측정되었을 때 상기 태양광발전기(12)와 풍력발전기(11)에서 전력이 생산되면 상기 발전부(10)에서 상기 배터리(40)에 연결되는 전원라인이 차단되지 못함을 확인할 수 있다.
상기 경보단계(S36)는 상기 모니터링제어부(91)에서 고장이 발생된 것으로 판단하여 상기 디스플레이(92)에 고장발생을 표시하고, 상기 경보부(도면에 표시되지 않음)를 구동시켜 시각적 및/또는 청각적 경보를 발령하는 단계이다.
이와 같이 본 발명은 하나 이상의 가로등부재(10~80)를 원거리에서 하나의 모니터링부재(90)에서 제어 및 고장진단이 가능하기 때문에 관리 및 유지가 용이하다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 발전부 11 : 풍력발전기
12 : 태양광발전기 20 : 제1컨버터
30 : 제2컨버터 40 : 배터리
50 : 제3컨버터 60 : 측정부
71 : 가로등제어부 72 : 인체감지센서
73 : 가로등 80 : 가로등통신부
90 : 모니터링부재 91 : 모니터링제어부
92 : 디스플레이 93 : 데이타베이스
94 : 원격통신부

Claims (16)

  1. 태양광에 비례하는 전원을 생산하는 태양광발전기와 바람의 세기에 비례하는 전원을 생산하는 풍력발전기를 구비한 발전부;
    상기 발전부에서 생산되는 전원을 충전하여 가로등에 공급하는 배터리;
    상기 발전부의 발전전압, 배터리의 충전전압 및 가로등의 소비전원을 측정하여 가로등통신부를 통하여 송신하는 측정부;
    상기 발전부의 출력단, 상기 배터리의 입력단, 가로등의 입력단에 각각 설치되어 직류-직류변환시키는 컨버터;
    가로등을 점등 및 소등 제어하는 가로등제어부;
    고장발생을 시각적 또는 청각적으로 표시하는 경보부;
    상기 측정부에서 측정된 발전전압과 전체 전력의 차이와 설정된 허용오차범를 비교하여 상기 발전부의 고장여부를 판단하고, 상기 배터리의 충전전압을 설정된 충전전압과 비교하여 설정된 충전전압 이하라면 상기 컨버터를 제어하여 상기 배터리에 정전류로서 충전시키고, 설정된 충전전압 이상이면 정전압을 충전시키도록 제어하고,
    상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정된 최소 기준값 이하이면, 가로등을 점등시키고, 상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정된 최대 기준값 이상이면 가로등을 소등시키도록 가로등제어부를 제어하고,
    상기 배터리의 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하에서 가로등의 측정 소비전력이 설정된 소비전력 이상이라면 상기 배터리의 고장을 경보 하도록 제어하고,
    상기 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이상이면 상기 컨버터를 제어하여 상기 배터리를 정전압으로 충전하고, 상기 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하라면 정전류로 충전시키도록 제어하고,
    상기 측정부에서 상기 풍력발전기의 회전수에 따라 설정된 기준값을 초과하는 발전전압이 감지되면 상기 풍력발전기의 감속장치 고장을 경보 하도록 상기 경보부를 제어하는 모니터링제어부; 및
    상기 모니터링제어부의 제어에 의하여 고장여부와 상기 배터리와 발전부 및 가로등 상태를 시각적으로 표시 및 고장 여부를 출력하는 디스플레이를 포함하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가로등에서 설정된 범위 이내에 인체를 감지하는 인체감지센서;를 더 포함하고,
    상기 가로등제어부는 상기 인체감지센서에서 인체가 감지되면, 상기 가로등의 정격전압의 100%출력으로 점등시키고, 인체가 감지되지 않으면, 상기 가로등의 정격전압의 30~70%의 밝기로서 선택적으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 가로등은
    LED램프인 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 태양광발전기 및 풍력발전기에서 생산되는 전원을 직류변환하여 배터리에 충전하고, 상기 배터리의 충전량이 설정된 최대 충전전압 이상이면 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 연결되는 전원라인을 차단시키는 충전단계;
    상기 충전단계에서 상기 태양광발전기에서 생산된 전원이 설정된 최소 기준값 이하라면 가로등을 점등시키되, 상기 가로등에서 설정된 범위 이내에서 인체의 유무를 감지하여 상기 가로등의 밝기를 조절하는 가로등제어단계; 및
    상기 가로등제어단계 및 충전단계에서 생산되는 전력량과 전체 전력량의 오차와, 상기 배터리의 충방전상태 및 가로등의 점등여부를 확인하여 고장여부를 확인하여 경보하는 고장감지단계를 포함하고,
    상기 충전단계는
    태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 전원과, 배터리의 충전전압과, 상기 가로등의 공급전원이 측정된 측정신호를 수신하는 측정단계;
    상기 측정단계에서 수신된 태양광발전기에서 생산된 발전전압이 설정된 전압레벨 이상인지를 판단하는 태양광 발전전압판단단계;
    상기 태양광 발전전압판단단계에서 상기 발전전압이 설정레벨보다 높다면 배터리의 충전된 전압과 상기 배터리에서 방전되는 출력전압을 비교판단하는 배터리충전비교단계;
    상기 배터리충전비교단계에서 상기 배터리의 충전전압이 상기 출력전압보다 낮다면, 상기 충전전압과 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 발전전압 을 비교하는 충전 및 발전전압의 비교단계; 및
    상기 충전 및 발전전압의 비교단계에서 상기 배터리의 충전전압이 상기 태양광발전기와 풍력발전기의 발전전압 이하라면, 상기 배터리를 충전하되, 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이상이라면, 상기 배터리를 정전압으로 충전하고, 배터리 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하라면, 정전류로 충전시키는 배터리 충전단계;를 포함하고,
    상기 고장감지단계는
    상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 전원과, 상기 배터리의 충전 및 방전전압과 상기 가로등의 공급전원을 측정한 전원측정신호를 수신하는 전원측정단계;
    상기 전원측정단계에서 측정되는 전체 전력, 전제 발전전력과 소비전력을 비교하여 전력손실량을 연산하여 고장발생여부를 확인하는 전력손실판단단계;
    상기 전원측정단계에서 측정되는 풍속발전기의 발전전압과 전력이 설정된 레벨을 비교하고, 측정된 발전전압이 설정레벨보다 높다면 고장발생을 표시하는 풍력발전판단단계;
    상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정된 발전전압 이하이고, 상기 가로등의 소비전력이 설정된 소비전력 이하라면 가로등에 고장이 발생된 것으로 판단하는 가로등판단단계; 및
    상기 전원측정단계에서 측정되는 상기 배터리의 충전전압이 설정된 최소 충전전압 이하이고, 상기 가로등의 소비전력이 설정된 소비전력 이상이라면 상기 배터리에 고장이 발생된 것으로 판단하는 배터리판단단계를 포함하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서, 상기 충전 및 발전전압의 비교단계에서
    상기 배터리의 충전전압과 상기 태양광발전기와 풍력발전기에서 생산되는 발전전압을 비교하여 상기 배터리의 충전 전압이 높다면 상기 풍력발전기와 태양광발전기에서 연결되는 전원라인을 차단하는 라인오프단계를 더 포함하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 태양광발전전압 판단단계는
    상기 태양광발전기로부터 생산되는 발전전압이 설정레벨 이하라면, 상기 가로등 점등 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 가로등제어단계는
    상기 충전단계에서 태양광의 발전전압이 설정레벨보다 낮다면 배터리에서 측정된 현재 충전전압과 설정된 충전전압을 비교하는 배터리전압비교단계;
    상기 배터리전압비교단계에서 상기 충전전압이 설정된 충전전압 이상이라면 상기 가로등을 점등하도록 제어하고, 설정된 범위 이내에서 인체가 감지되는 지를 판단하는 인체감지판단단계;
    상기 인체감지판단단계에서 인체감지신호가 수신되면, 상기 가로등의 밝기를 정격전압 100%의 세기로 점등시키도록 제어하는 가로등출력단계;
    상기 가로등출력단계 이후에 인체감지신호가 수신되지 않으면, 상기 가로등의 밝기를 30~70%의 세기로서 점등하도록 조절하는 가로등출력조절단계; 및
    상기 가로등출력단계 또는 가로등출력조절단계 이후에 상기 태양광발전기에서 생산되는 발전전압이 설정레벨 이상으로 출력되면 상기 가로등을 소등시키는 가로등 소등단계를 포함하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법.
  14. 삭제
  15. 제8항에 있어서, 상기 가로등판단단계는
    인체의 감지신호가 인가되고, 상기 가로등에 공급되는 전압과 설정된 공급전압의 레벨을 비교하여 가로등의 고장여부를 판단하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 배터리 판단단계는
    상기 배터리의 충전전압이 설정된 최대 충전전압 이상이고, 풍력발전기와 태양광발전기가 온되어 발전전압이 계속 충전되고 있는 지를 확인하여 고장여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 자연에너지를 이용한 가로등의 고장감지방법.
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