KR101487983B1 - 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등에 관한 것이다. 본 발명은, 조도센서와 가시거리 측정센서를 각각 구비하는 적어도 하나 이상의 LED 램프; 상기 LED 램프를 상부 지주 본체의 한 측으로 연장하여 형성되며, 태양광을 발산시키는 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과, 발산된 태양광을 반사시켜 상기 상부 지주 본체에 수직 배열된 태양광 모듈로 태양광이 집광되도록 하는 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단으로 이루어지고, 상기 LED 램프의 개수와 동일한 수로 형성되는 램프 암; 및 상기 상부 지주 본체의 하단에 연장되어 형성되며 내부에 제어부 및 충전지를 포함하는 하부 자가 발전 본체; 를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 각 LED 램프의 조도센서로부터 수신된 조도 측정 데이터, 그리고 상기 각 LED 램프의 가시거리 측정센서로부터 수신된 가시거리 데이터에 의해 생성된 디밍 정보에 의해 데이터를 전송한 각 LED 램프에 대한 광도 및 다수의 LED 소자의 점등 LED 위치를 제어한다.
이에 의해, 태양광 모듈을 이용해 충전지에 대한 전력 저장 및 사용을 이용한 전력 공급시, LED 램프에 대한 디밍과 LED 램프를 구성하는 다수개의 LED 소자 중 우선순위를 설정하여 점등함으로써, 상대적인 전력 소비와 함께 최적의 광원 효율을 제공한다.
이에 의해, 태양광 모듈을 이용해 충전지에 대한 전력 저장 및 사용을 이용한 전력 공급시, LED 램프에 대한 디밍과 LED 램프를 구성하는 다수개의 LED 소자 중 우선순위를 설정하여 점등함으로써, 상대적인 전력 소비와 함께 최적의 광원 효율을 제공한다.
Description
본 발명은 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 태양광 모듈을 이용해 충전지에 대한 전력 저장 및 사용을 이용한 전력 공급시, LED 램프에 대한 디밍과 LED 램프를 구성하는 다수개의 LED 소자 중 우선순위를 설정하여 점등함으로써, 상대적인 전력 소비와 함께 최적의 광원 효율을 제공하도록 하기 위한 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등에 관한 것이다.
종래의 태양광을 이용한 가로등은 외부에 별도로 형성된 평판형의 태양광 모듈로부터 전력을 공급받거나, 가로등의 상단에 수평면과 평행 또는 미리 설정된 각도를 갖는 형태로 형성된 구조로 제공되어 왔다.
그러나 이러한 태양광 모듈을 이용한 가로등은 부피가 커지고, 외력에 의해 별도로 또는 가로등으로부터 연장되어 형성된 태양광 모듈이 파손될 수 있는 위험성이 있어 왔다. 뿐만 아니라, 이러한 방식의 경우 제조단가가 향상되며, 전력선이 길어지는 문제점이 있어 왔다.
이에 따라 해당 기술 분야에 있어서는 자가 소형 발전 개념으로 태양광 가로등 기반에서 태양광 모듈에 대한 구조적 결함을 해결할 뿐만 아니라, 태양광 모듈을 이용해 충전지에 대한 전력 저장 원리로 수행시 저장된 전력이 보다 효율적으로 사용되도록 하기 위해, 태양광을 이용한 가로등용 LED 램프에 저전력 제어 및 최적의 광원 효과를 제공하도록 하기 위한 기술개발이 요구되고 있다. .
[관련기술문헌]
1. 태양전지 가로등 (특허출원번호 제10-2004-0020545호)
2. 필름형 태양전지판의 설치방법 및 그 태양전지판 가로등(STREET LIGHT OF FILM TYPE SOLAR CELL PLATE AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF) (특허출원번호 제10-2010-0002506호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양광 모듈을 이용해 충전지에 대한 전력 저장 및 사용을 이용한 전력 공급시, LED 램프에 대한 디밍과 LED 램프를 구성하는 다수개의 LED 소자 중 우선순위를 설정하여 점등함으로써, 상대적인 전력 소비와 함께 최적의 광원 효율을 제공하도록 하기 위한 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 별도의 평판형 태양광 모듈 집합체에 대한 구성없이도 수직형 태양광 모듈을 지주에 일체로 형성하여 태양광 가로등 자체의 부피와 외력에 의한 파손을 방지할 뿐만 아니라, 수직형 태양광 모듈에서의 단점으로 지적될 수 있는 태양광 집광 효율을 향상시키기 위한 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 램프 암의 구조를 제공시 1 단계로 발산에 의한 태양광의 집광 면적을 높이고, 2 단계로 반사에 의해 태양광의 집광시의 고른 분산 효과에 따라 태양광 집광 효율을 종래의 구조에 비해 향상시키도록 하기 위한 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등은, 조도센서와 가시거리 측정센서를 각각 구비하는 적어도 하나 이상의 LED 램프; 상기 LED 램프를 상부 지주 본체의 한 측으로 연장하여 형성되며, 태양광을 발산시키는 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과, 발산된 태양광을 반사시켜 상기 상부 지주 본체에 수직 배열된 태양광 모듈로 태양광이 집광되도록 하는 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단으로 이루어지고, 상기 LED 램프의 개수와 동일한 수로 형성되는 램프 암; 및 상기 상부 지주 본체의 하단에 연장되어 형성되며 내부에 제어부 및 충전지를 포함하는 하부 자가 발전 본체; 를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 각 LED 램프의 조도센서로부터 수신된 조도 측정 데이터, 그리고 상기 각 LED 램프의 가시거리 측정센서로부터 수신된 가시거리 데이터에 의해 생성된 디밍 정보에 의해 데이터를 전송한 각 LED 램프에 대한 광도 및 다수의 LED 소자의 점등 LED 위치를 제어한다.
이때, 상기 각 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단은, 상기 상부 지주 본체의 지지력을 이용해 LED 램프를 수평 방향에서 지지하며 상부로부터의 태양광을 발산시키며, 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단은, 상기 상부 지주 본체의 지지력을 이용해 LED 램프를 하부에서 상향으로 지지하며, 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단에 의해 발산된 태양광을 반사시켜, 상기 태양광 집적부 중 반사되는 태양광을 향하여 형성된 수직 배열된 태양광 모듈로 태양광이 집광되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는, 상기 다수의 태양광 모듈의 집합체인 태양광 집적부에 의해 전력이 저장된 상기 충전지의 전력 레벨을 측정한 뒤, 전력 레벨을 카테고리 별로 분류하는 전력측정수단; 및 상기 전력측정수단에 의해 분류된 전력 레벨이 미리 설정된 임계 전력 레벨 이하인 경우, 상기 전력측정수단으로부터 비상 운용 게시 명령을 전달받는 경우 상기 각 LED 램프에 대한 외부 전원에 의한 계통선 전력 공급을 수행하는 충전/계통선 선택 운전 수단; 을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는, 상기 각 LED 램프의 조도센서로부터 수신된 조도 측정 데이터, 그리고 상기 각 LED 램프의 가시거리 측정센서로부터 수신된 가시거리 데이터를 수신한 뒤, 각 램프에 대한 디밍 정보를 생성하는 주변환경 측정 예측수단; 및 상기 충전/계통선 선택 운전 수단에 의한 상기 충전지의 전력을 이용한 상기 각 LED 램프에 대한 전력 공급이 이루어지는 경우, 각 LED 램프에 해당하는 디밍 정보를 디밍 제어를 수행하는 디밍제어수단; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디밍제어수단은, 각 디밍 정보 중 광도 정보 생성시 "각 가시거리 데이터"에서 미리 설정된 임계 가시거리 데이터와의 차이 값을 연산하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 연산된 차이 값의 크기에 대한 크기별 카테고리에 따른 "단계별 역가중치"를 "각 조도 측정 데이터"에 적용시키는 제 2 과정을 거쳐 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디밍제어수단은, 각 디밍 정보 중 점등 LED 위치 정보 생성시, 전방부부터 후방부까지 다수개의 행과 열으로 형성된 LED 소자로 형성된 각 LED 램프에 대한 각 소자별 점등 위치를 파악한 뒤, 각 가시거리 데이터가 적은 값일수록 각 LED 램프의 전방부보다 후방부에 배치된 LED 소자에 대한 점등된 개수가 많도록 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 지주 본체는, 상향식 배기 쿨러를 구비하여 최상단에 형성되며 상기 태양광 집적부에 의한 발열을 대기에 의해 상향으로 배출하는 최상단 쿨링부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 태양광 집적부는, 단면이 원형으로 형성되며, 스테인레스 지지체에 의한 지지를 받으며 최외곽을 형성하는 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막; 4 각주 형상의 상기 스테인레스 지지체의 외주면을 감싸서 형성되는 완충재; 및 상기 강화 폴리카보네이트 보호막 외면으로 필름형태로 부착되는 태양광 모듈 필름; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 폴리카보네이트 보호막 외주면에 부착된 태양광 모듈 필름은, 원형의 폴리카보네이트 보호막에 접착제 또는 고정장치를 통해 부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태양광 집적부는, 상기 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막과 완충재 사이에 형성된 공간인 공간층; 을 더 포함하며, 상기 공간층은, 상기 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막과 동일한 소재인 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 소재로 형성되어 상기 상부 지주 본체 자체의 강도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단을 이루는 곡선의 길이는 L1에 해당하며, 상기 각 램프 암 중 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단을 이루는 곡선의 길이는 L3에 해당하며, 상기 상부 지주 본체 중 상기 각 램프 암에서의 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단 사이의 길이는 L2에 해당하는 경우, 상기 L1, 상기 L2 및 상기 L3 사이의 길이 비율 관계는, 1 : 2.8 내지 2.9 : 3.3 내지 3.4로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단 사이의 각도는 a1에 해당하며, 상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과 상기 상부 지주 본체 사이의 각도는 a2이며, 상기 각 램프 암 중 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단과 상기 상부 지주 본체 사이의 각도는 a3에 해당하는 경우, 상기 a1, 상기 a2 및 상기 a3 사이의 각도 비율 관계는 2.2 내지 2.3: 3.2 내지 3.3 : 1로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단은, 강화 아크릴 또는 강화 유리 소재의 렌즈 패널의 양쪽 측면을 스테인레스 보강대에 의해 지지되는 구조인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등은, 태양광 모듈을 이용해 충전지에 대한 전력 저장 및 사용을 이용한 전력 공급시, LED 램프에 대한 디밍과 LED 램프를 구성하는 다수개의 LED 소자 중 우선순위를 설정하여 점등함으로써, 상대적인 전력 소비와 함께 최적의 광원 효율을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등은. 별도의 평판형 태양광 모듈 집합체에 대한 추가 구성 없이도 수직형 태양광 모듈을 지주에 일체로 형성하여 태양광 가로등 자체의 부피와 외력에 의한 파손을 방지할 뿐만 아니라, 수직형 태양광 모듈에서의 단점으로 지적될 수 있는 태양광 집광 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등은, 특수 제작된 램프 암의 구조를 제시함으로써, 1 단계로 발산에 의한 태양광의 집광 면적을 높이고, 2 단계로 반사에 의해 태양광의 집광시의 고른 분산 효과에 따라 태양광 집광 효율을 종래의 구조에 비해 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등을 이용한 통합 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에서의 제어부(41)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 중 상부 지주 본체(30)에서 단선(B-B')으로 절개한 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에 의해 태양광을 이용한 전력 생산을 위한 태양광 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)의 전면부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)의 후면부를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)에서의 제어부(41)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 도 6 및 도 7의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)에 의해 태양광을 이용한 전력 생산을 위한 태양광 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)과 이와 비교되는 태양광 가로등(1a)의 구조에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 내지 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에서의 제어부(41)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 중 상부 지주 본체(30)에서 단선(B-B')으로 절개한 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에 의해 태양광을 이용한 전력 생산을 위한 태양광 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)의 전면부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)의 후면부를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)에서의 제어부(41)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 도 6 및 도 7의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)에 의해 태양광을 이용한 전력 생산을 위한 태양광 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)과 이와 비교되는 태양광 가로등(1a)의 구조에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 내지 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등을 이용한 통합 관리 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등을 이용한 통합 관리 시스템은 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 또는/및 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2), 무선통신망(3), 그리고 태양광 가로등 관리서버(4)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에서의 제어부(41)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)은 제 1 LED 램프(10a), 제 2 LED 램프(10b), 제 1 램프 암(20a), 제 2 램프 암(20b), 상부 지주 본체(30), 그리고 하부 자가 발전 본체(40)를 포함한다.
제 1 LED 램프(10a)는 상부 지주 본체(30)의 한 측으로 연장되어 형성된 제 1 램프 암(20a)에 의해 지지된다.
제 2 LED 램프(10b)는 상부 지주 본체(30)를 중심으로 제 1 LED 램프(10a)가 형성된 한 측과 대칭되는 반대 측에 연장되어 형성된 제 2 램프 암(20b)에 의해 지지된다.
제 1 램프 암(20a)은 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a) 및 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)으로 구성되어 제 1 LED 램프(10a)를 상부 지주 본체(30)와 연결되도록 한다.
제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)은 제 1 LED 램프(10a)를 기준으로 수평 방향에서 지지하며, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)은 제 2 LED 램프(10b)를 기준으로 하부에서 상향으로 지지한다.
여기서 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)은 도 11와 같이 강화 아크릴 또는 강화 유리 소재의 렌즈 패널(21a-1)의 양쪽 측면을 스테인레스 보강대(21a-2)에 의해 지지되는 구조로 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 본 명세서에서 후술하는 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b) 내지 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21d)도 동일한 구조를 갖는다.
이에 따라, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)의 컨케이브 렌즈 패널에 의해 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)으로 태양광이 발산되도록 함으로써, 태양광의 집광 효율을 극대화하도록 한다.
제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)은 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)의 컨케이브 렌즈 패널에 의해 발산된 태양광을 상부 지주 본체(30) 내부에 형성된 제 1 태양광 모듈(32-3a)로 향하여 반사시켜 태양광 집광이 효율적으로 이루어지도록 한다.
한편, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)은 2 way-layer로 형성되어 하부 레이어는 스테인레스 지지 레이어로 상부 레이어는 컨벡스 미러 레이어로 형성됨으로써, 지지 강도를 증대와 함께 태양광 반사 기능을 수행한다.
제 2 램프 암(20b)은 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b) 및 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22b)으로 구성되어 제 2 LED 램프(10b)를 상부 지주 본체(30)와 연결되도록 하며, 상술한 제 1 램프 암(20a)과 동일하게 제 2 태양광 모듈(32-3b)로 집광되는 태양광 효율을 극대화하는 기능을 수행한다.
상부 지주 본체(30)는 최상단 쿨링부(31) 및 태양광 집적부(32)를 포함한다.
최상단 쿨링부(31)는 상향식 배기 쿨러를 구비함으로써, 태양광 집적부(32)에 의한 발열을 대기에 의해 상향으로 배출하도록 하는 기능을 수행한다.
태양광 집적부(32)는 도 2와 같이 제 1 태양광 모듈(32-3a) 및 제 2 태양광 모듈(32-3b) 각각이 수직 방향으로 미리 설정된 개수가 형성되며, 그 외부에는 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막으로 형성됨으로써, 외부로부터의 충격 및 열 등에 의해 내충격성, 내열성, 내후성을 갖는다. 태양광 집적부(32)에 대해서는 도 2에 대한 설명에서 보다 구체적으로 살펴본다.
하부 자가 발전 본체(40)는 상부 지주 본체(30)의 하단에 연장되어 형성되어 제어부(41) 및 충전지(42)를 포함한다.
제어부(41)는 태양광 집적부(32)로부터 수집된 태양광을 전력으로 변환하여 충전지(42)에 저장되도록 제어함으로써, 충전지(42)로의 전력 저장 기반으로 한 마이크로 태양광 발전소 기능을 운영하기 위해 형성된다.
충전지(42)는 제어부(41)에 의해 계통선과 연계 운전됨으로써, 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)이 분산형 소용량 전력저장 시스템으로 제공가능하도록 한다.
여기서 도 3을 참조하여 제어부(41)에 대해서 구체적으로 살펴보면, 제어부(41)는 전력선/제어 계통 인터페이스(41a), 센서부(41b), 운용 최적화 모듈(41e) 및 송수신부(41f)를 포함한다. 센서부(41b)는 조도센서모듈(41c)과 가시거리 측정센서 모듈(41d)을 포함한다. 그리고 조도센서모듈(41c)은 제 1 조도센서(41c-1) 및 제 2 조도센서(41c-2)를 포함하며, 가시거리 측정센서 모듈(41d)은 제 1 가시거리 측정센서(41d-1) 및 제 2 가시거리 측정센서(41d-2)를 포함한다.
여기서 제 1 조도센서(41c-1) 및 제 2 조도센서(41c-2)는 도 2와 같이 각각 제 1 LED 램프(10a) 및 제 2 LED 램프(10b)의 상부면에 형성되어, 태양광에 의한 조도를 측정하여 각각 제 1 조도 측정 데이터 및 제 2 조도 측정 데이터를 생성한다.
제 1 가시거리 측정센서(41d-1) 및 제 2 가시거리 측정센서(41d-2)는 안개럽シ비 센서를 포함한 복합 센서로 형성되며, 도 2와 같이 각각 제 1 LED 램프(10a) 및 제 2 LED 램프(10b)의 전방면에 형성되어, 안개 밀도, 적설량, 강우량을 종합적으로 센싱하여 각각의 미리 설정된 가중치에 따른 합산된 데이터에 의한 현재의 기상 상태 따른 제 1 가시거리 데이터 및 제 2 가시거리 데이터를 생성한다. 여기서 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 상에서 제 1 LED 램프(10a) 및 제 2 LED 램프(10b)의 전방면에 형성된 제 1 가시거리 측정센서(41d-1) 및 제 2 가시거리 측정센서(41d-2)가 향하는 방향은 다른 가로등(제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 및 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2))을 향하여 발광부와 수광부로 이루어진 옵티컬 방식에 의해 형성되는 방식이 사용가능하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 운용 최적화 모듈(41e)은 전력측정수단(41e-1), 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2), 주변환경 측정 예측수단(41e-3) 및 디밍제어수단(41e-4)을 포함한다.
전력측정수단(41e-1)은 태양광 집적부(32)에 의해 전력이 저장된 충전지(42)의 전력 레벨을 측정한 뒤, 전력 레벨을 카테고리 별로 분류한다.
이후, 전력측정수단(41e-1)은 분류된 전력 레벨이 미리 설정된 임계 전력 레벨 이하인 경우, 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)으로 비상 운용 게시 명령을 전달한다.
충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)은 전력측정수단(41e-1)으로부터 비상 운용 게시 명령을 수신하는 경우, 충전지(42)에 저장된 전력에 의한 LED 램프부(10)를 구성하는 제 1 LED 램프(10a) 및 제 2 LED 램프(10b)에 대한 외부 전원에 의한 계통선 전력 공급을 수행한다.
주변환경 측정 예측수단(41e-3)은 조도센서모듈(41c)로부터 제 1 조도 측정 데이터 및 제 2 조도 측정 데이터를 수신한다.
또한, 주변환경 측정 예측수단(41e-3)은 가시거리 측정센서 모듈(41d)로부터 제 1 가시거리 데이터 및 제 2 가시거리 데이터를 수신한다.
이후, 주변환경 측정 예측수단(41e-3)은 제 1 조도 측정 데이터 및 제 1 가시거리 데이터를 이용한 제 1 LED 램프(10a)에 대한 제 1 디밍 정보를 생성하며, 동일하게 제 2 조도 측정 데이터 및 제 2 가시거리 데이터를 이용한 제 2 LED 램프(10b)에 대한 제 2 디밍 정보를 생성한 뒤, 제 1 디밍 정보 및 제 2 디밍 정보를 디밍제어수단(41e-4)으로 전송한다.
디밍제어수단(41e-4)은 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)에 의한 충전지(42)에 의한 제 1 LED 램프(10a) 및 제 2 LED 램프(10b)에 대한 전력 공급이 이루어지는 경우, 제 1 디밍 정보 및 제 2 디밍 정보를 각각 이용하여 제 1 LED 램프(10a) 및 제 2 LED 램프(10b)에 대한 디밍 제어를 수행한다.
즉, 디밍제어수단(41e-4)은 제 1 디밍 정보를 이용해 제 1 LED 램프(10a)에 대한 광도 및 점등 LED 위치를 제어한다. 보다 구체적으로, 디밍제어수단(41e-4)은 제 1 디밍 정보의 광도 정보를 이용해 제 1 LED 램프(10a)의 광도를 제어하며, 제 1 디밍 정보의 점등 LED 위치 정보를 이용해 다수개의 LED 소자로 형성된 제 1 LED 램프(10a)의 점등되는 LED 위치를 제어한다.
제 1 디밍 정보 중 광도 정보는 제 1 조도 측정 데이터에 제 1 가시거리 데이터에서 임계 가시거리 데이터와의 차이 값을 연산한 뒤, 연산된 제 1 차이 값의 크기에 대한 크기별 카테고리에 따른 단계별 역가중치 설정하여 연산된다.
한편, 제 1 디밍 정보 중 점등 LED 위치 정보는 전방부부터 후방부까지 다수개의 행과 열으로 형성된 LED 소자로 형성된 제 1 LED 램프(10a)에 대한 각 소자별 점등 위치를 의미한다. 여기서 제 1 디밍 정보 중 점등 LED 위치 정보는 제 1 가시거리 데이터가 적은 값일수록 제 1 LED 램프(10a)의 전방부보다 후방부에 배치된 LED 소자에 대한 점등된 개수가 많도록 설정된다. 이에 따라, 전방부보다 후방부에 대한 충전지(42)에 저장된 제한된 전력으로 효율적으로 가시거리가 커지도록 하는 기능을 제공한다.
동일한 방식으로 디밍제어수단(41e-4)은 제 2 디밍 정보를 이용해 제 2 LED 램프(10a)에 대한 광도 및 점등 LED 위치를 제어한다.
디밍제어수단(41e-4)은 제 1 및 제 2 디밍 정보를 무선통신망(3)을 통해 태양광 가로등 관리서버(4)로 전송하도록 송수신부(41f)를 제어한다.
또한, 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)은 전력측정수단(41e-1)으로부터 비상 운용 게시 명령을 수신하는 경우, 운용 게시 명령 시간에 대한 정보를 무선통신망(3)을 통해 태양광 가로등 관리서버(4)로 전송하도록 송수신부(41f)를 제어한다.
이에 따라, 태양광 가로등 관리서버(4)는 제 1 및 제 2 디밍 정보뿐만 아니라, 운용 게시 명령 시간에 대한 정보를 통합적으로 관리한다.
도 4는 도 1의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 중 상부 지주 본체(30)에서 단선(B-B')으로 절개한 단면도를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 상부 지주 본체(30) 중 태양광 집적부(32)의 내부는 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1), 공간층(32-2), 태양광 모듈 필름(32-3), 완충재(32-4) 및 스테인레스 지지체(32-5)를 포함한다.
강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1)은 단면이 원형으로 형성되며, 스테인레스 지지체(32-5)에 의한 지지를 받으며 상부 지주 본체(30)의 최외곽을 형성한다.
공간층(32-2)은 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1)와 완충제 사이에 형성된 공간을 의미한다.
본 발명에서 공간층(32-2)은 빈 공간으로 도시되어 있으나 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1)과 동일한 소재인 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 소재로 형성됨으로써, 상부 지주 본체(30) 자체의 강도를 향상시키도록 구성될 수 있다.
태양광 모듈 필름(32-3)은 강화 폴리카보네이트 보호막 외주면에 부착되는 것으로 이루어진다.
완충재(32-4)는 4 각주 형상의 스테인레스 지지체(32-5)의 외주면을 감싸서 형성된다.
도 5는 도 2의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에 의해 태양광을 이용한 전력 생산을 위한 태양광 이동 경로를 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a) 및 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b)을 통해 태양광이 발산된다.
이에 따라, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)에 의해 발산된 태양광은 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)을 통해 반사되어 태양광 모듈 집합체(32-3) 중 수직방향으로 다수 개가 형성된 제 1 태양광 모듈(32-3a)로 최종적으로 집광된다. 여기서 제 1 태양광 모듈(32-3a)은 5 개로 도시되어 있으나 이에 한정되진 않는다.
동일한 방식으로, 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b)에 의해 발산된 태양광은 제 2 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22b)을 통해 발산되어 태양광 모듈 집합체(32-3) 중 수직방향으로 다수 개가 형성된 제 2 태양광 모듈(32-3b)로 최종적으로 집광된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)의 전면부를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)의 후면부를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 6 및 도 7의 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)에서의 제어부(41)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
제 1 LED 램프(10a)는 상부 지주 본체(30)의 한 측으로 연장되어 형성된 제 1 램프 암(20a)에 의해 지지된다.
제 2 LED 램프(10b)는 상부 지주 본체(30)를 중심으로 제 1 LED 램프(10a)가 형성된 한 측과 대칭되는 반대 측에 연장되어 형성된 제 2 램프 암(20b)에 의해 지지된다.
제 3 LED 램프(10c)는 제 1 LED 램프(10a)와 제 2 LED 램프(10b) 사이에 형성되며, 보다 구체적으로 상부면에서 바라본 경우, 상부 지주 본체(30)를 중심점으로 제 1 LED 램프(10a)로부터 반시계 방향으로 90°회전된 위치에 제 3 램프 암(20c)에 의한 지지를 받아 형성된다.
제 4 LED 램프(10d)는 제 1 LED 램프(10a)와 제 2 LED 램프(10b) 사이에 형성되며, 보다 구체적으로 상부면에서 바라본 경우, 상부 지주 본체(30)를 중심점으로 제 2 LED 램프(10b)로부터 반시계 방향으로 90°회전된 위치에 제 3 램프 암(20c)에 의한 지지를 받아 형성된다.
제 1 램프 암(20a)은 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a) 및 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)로 구성되어, 제 1 LED 램프(10a)를 상부 지주 본체(30)와 연결되도록 한다.
제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)은 제 1 LED 램프(10a)를 기준으로 수평 방향에서 지지하며, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)은 제 2 LED 램프(10b)를 기준으로 하부에서 상향으로 지지한다.
여기서 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)은 도시되진 않았지만 강화 아크릴 또는 강화 유리 소재의 렌즈 패널의 양쪽 측면을 스테인레스 보강대에 의해 지지되는 구조로 제공되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)의 컨케이브 렌즈 패널에 의해 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)로 태양광이 발산되도록 함으로써, 태양광의 집광 효율을 극대화하도록 한다.
제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)은 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)의 컨케이브 렌즈 패널에 의해 발산된 태양광을 상부 지주 본체(30) 내부에 형성된 제 1 태양광 모듈(32-3a)로 향하여 반사시켜 태양광 집광이 효율적으로 이루어지도록 한다.
한편, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)은 2 way-layer로 형성되어 하부 레이어는 스테인레스 지지 레이어로 상부 레이어는 컨벡스 미러 레이어로 형성됨으로써, 지지 강도를 증대와 함께 태양광 반사 기능을 수행한다.
제 2 램프 암(20b)은 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b) 및 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22b)으로 구성되어 제 2 LED 램프(10b)를 상부 지주 본체(30)와 연결되도록 한다.
제 3 램프 암(20c)은 제 3 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21c) 및 제 3 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22c)으로 구성되어 제 3 LED 램프(10c)를 상부 지주 본체(30)와 연결되도록 한다.
제 4 램프 암(20d)은 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type)서브 지지단(21d) 및 제 4 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22d)으로 구성되어 제 4 LED 램프(10d)를 상부 지주 본체(30)와 연결되도록 한다.
제 2 램프 암(20b), 제 3 램프 암(20c), 그리고 제 4 램프 암(20d)은 상술한 제 1 램프 암(20a)과 동일하게 각각 제 2 태양광 모듈(32-3b), 제 3 태양광 모듈(32-3c), 그리고 제 4 태양광 모듈(32-3d)로 집광되는 태양광 효율을 극대화하는 기능을 수행한다.
상부 지주 본체(30) 및 하부 자가 발전 본체(40)에 대해서는 도 1에서 설명한 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)의 구성요소와 대칭되므로 이에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상부 지주 본체(30) 중 태양광 집적부(32)의 내부는 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1), 공간층(32-2), 태양광 모듈 집합체(32-3), 완충재(32-4) 및 스테인레스 지지체(32-5)를 포함한다.
강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1)은 단면이 원형으로 형성되며, 스테인레스 지지체(32-5)에 의한 지지를 받으며 상부 지주 본체(30)의 최외곽을 형성한다.
공간층(32-2)은 태양광 모듈 집합체(32-3)를 이루는 제 1 태양광 모듈(32-3a), 제 2 태양광 모듈(32-3b), 제 3 태양광 모듈(32-3c) 및 제 4 태양광 모듈(32-3d) 각각과 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1) 사이에 형성된 공간을 의미한다. 본 발명에서 공간층(32-2)은 빈 공간으로 도시되어 있으나 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막(32-1)과 동일한 소재인 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 소재로 형성됨으로써, 상부 지주 본체(30) 자체의 강도를 향상시키도록 구성될 수 있다.
태양광 모듈 집합체(32-3)는 제 1 태양광 모듈(32-3a), 제 2 태양광 모듈(32-3b), 제 3 태양광 모듈(32-3c) 및 제 4 태양광 모듈(32-3d)로 구분된다.
태양광 모듈 집합체(32-3)는 제 1 태양광 모듈(32-3a) 및 제 2 태양광 모듈(32-3b), 제 3 태양광 모듈(32-3c) 및 제 4 태양광 모듈(32-3d)로 구분된다. 태양광 모듈 집합체(32-3)는 4 각주 형상의 완충재(32-4)의 외주 단면인 4 면에 각각 하나씩 부착되어 형성된다.
완충재(32-4)는 4 각주 형상의 스테인레스 지지체(32-5)의 외주면을 감싸서 형성된다.
여기서 도 8을 참조하여 제어부(41)에 대해서 구체적으로 살펴보면, 제어부(41)는 전력선/제어 계통 인터페이스(41a), 센서부(41b), 운용 최적화 모듈(41e) 및 송수신부(41f)를 포함한다. 센서부(41b)는 조도센서모듈(41c)과 가시거리 측정센서 모듈(41d)을 포함한다. 그리고 조도센서모듈(41c)은 제 1 조도센서(41c-1), 제 2 조도센서(41c-2), 제 3 조도센서(41c-3) 및 제 4 조도센서(41c-4)를 포함하며, 가시거리 측정센서 모듈(41d)은 제 1 가시거리 측정센서(41d-1), 제 2 가시거리 측정센서(41d-2), 제 3 가시거리 측정센서(41d-3) 및 제 4 가시거리 측정센서(41d-4)를 포함한다.
여기서 제 1 조도센서(41c-1), 제 2 조도센서(41c-2), 제 3 조도센서(41c-3) 및 제 4 조도센서(41c-4)는 도 6 및 도 7과 같이 각각 제 1 LED 램프(10a), 제 2 LED 램프(10b), 제 3 LED 램프(10c) 및 제 4 LED 램프(10d)의 상부면에 형성되어, 태양광에 의한 조도를 측정하여 각각 제 1 조도 측정 데이터, 제 2 조도 측정 데이터, 제 3 조도 측정 데이터 및 제 4 조도 측정 데이터를 생성한다.
제 1 가시거리 측정센서(41d-1), 제 2 가시거리 측정센서(41d-2), 제 3 가시거리 측정센서(41d-3) 및 제 4 가시거리 측정센서(41d-4)는 안개럽シ비 센서를 포함한 복합 센서로 형성되며, 도 6 및 도 7과 같이 각각 제 1 LED 램프(10a), 제 2 LED 램프(10b), 제 3 LED 램프(10c) 및 제 4 LED 램프(10d)의 전방면에 형성되어, 안개 밀도, 적설량, 강우량을 종합적으로 센싱하여 각각의 미리 설정된 가중치에 따른 합산된 데이터에 의한 현재의 기상 상태 따른 제 1 가시거리 데이터, 제 2 가시거리 데이터, 제 3 가시거리 데이터 및 제 4 가시거리 데이터를 생성한다. 여기서 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2) 상에서 제 1 LED 램프(10a), 제 2 LED 램프(10b)의 전방면에 형성된 제 1 가시거리 측정센서(41d-1) 및 제 2 가시거리 측정센서(41d-2)가 향하는 방향은 다른 가로등(제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1) 및 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2))을 향하여 발광부와 수광부로 이루어진 옵티컬 방식에 의해 형성되는 방식이 사용가능하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 운용 최적화 모듈(41e)은 전력측정수단(41e-1), 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2), 주변환경 측정 예측수단(41e-3) 및 디밍제어수단(41e-4)을 포함한다. 여기서, 전력측정수단(41e-1) 및 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)의 기능은 도 1 내지 도 5에서 상술한 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)에서의 기능과 2개의 LED 램프가 아닌 4개의 LED 램프에 적용하는 것을 제외하고는 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 주변환경 측정 예측수단(41e-3)은 조도센서모듈(41c)로부터 제 1 조도 측정 데이터, 제 2 조도 측정 데이터, 제 3 조도 측정 데이터 및 제 4 조도 측정 데이터를 수신한다.
또한, 주변환경 측정 예측수단(41e-3)은 가시거리 측정센서 모듈(41d)로부터 제 1 가시거리 데이터, 제 2 가시거리 데이터, 제 3 가시거리 데이터 및 제 4 가시거리 데이터를 수신한다.
이후, 주변환경 측정 예측수단(41e-3)은 제 1 조도 측정 데이터 및 제 1 가시거리 데이터를 이용한 제 1 LED 램프(10a)에 대한 제 1 디밍 정보를 생성하며, 동일하게 제 2 조도 측정 데이터 및 제 2 가시거리 데이터를 이용한 제 2 LED 램프(10b)에 대한 제 2 디밍 정보를 생성하고, 동일한 방식으로, 제 3 LED 램프(10c)에 대한 제 3 디밍 정보, 제 4 LED 램프(10d)에 대한 제 4 디밍 정보를 생성한 뒤, 제 1 디밍 정보 내지 제 4 디밍 정보를 디밍제어수단(41e-4)으로 전송한다.
디밍제어수단(41e-4)은 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)에 의한 충전지(42)에 의한 제 1 LED 램프(10a) 내지 제 4 LED 램프(10d)에 대한 전력 공급이 이루어지는 경우, 제 1 디밍 정보 내지 제 4 디밍 정보를 각각 이용하여 제 1 LED 램프(10a) 내지 제 4 LED 램프(10d)에 대한 디밍 제어를 수행한다.
즉, 디밍제어수단(41e-4)은 제 1 디밍 정보를 이용해 제 1 LED 램프(10a)에 대한 광도 및 점등 LED 위치를 제어한다. 보다 구체적으로, 디밍제어수단(41e-4)은 제 1 디밍 정보의 광도 정보를 이용해 제 1 LED 램프(10a)의 광도를 제어하며, 제 1 디밍 정보의 점등 LED 위치 정보를 이용해 다수개의 LED 소자로 형성된 제 1 LED 램프(10a)의 점등되는 LED 위치를 제어한다.
제 1 디밍 정보 중 광도 정보는 제 1 조도 측정 데이터에 제 1 가시거리 데이터에서 임계 가시거리 데이터와의 차이 값을 연산한 뒤, 연산된 제 1 차이 값의 크기에 대한 크기별 카테고리에 따른 단계별 역가중치 설정하여 연산된다.
한편, 제 1 디밍 정보 중 점등 LED 위치 정보는 전방부부터 후방부까지 다수개의 행과 열으로 형성된 LED 소자로 형성된 제 1 LED 램프(10a)에 대한 각 소자별 점등 위치를 의미한다. 여기서 제 1 디밍 정보 중 점등 LED 위치 정보는 제 1 가시거리 데이터가 적은 값일수록 제 1 LED 램프(10a)의 전방부보다 후방부에 배치된 LED 소자에 대한 점등된 개수가 많도록 설정된다. 이에 따라, 전방부보다 후방부에 대한 충전지(42)에 저장된 제한된 전력으로 효율적으로 가시거리가 커지도록 하는 기능을 제공한다.
동일한 방식으로 디밍제어수단(41e-4)은 제 2 디밍 정보 내지 제 4 디밍 정보를 이용해 제 2 LED 램프(10a) 내지 제 4 LED 램프(10d)에 대한 광도 및 점등 LED 위치를 제어한다. 여기서 제 3 디밍 정보 및 제 4 디밍 정보에 의해 제어되는 제 3 LED 램프(10c) 및 제 4 LED 램프(10d)는 4 거리에 사용되는 태양광 가로등인 경우 유용하게 사용될 수 있다.
디밍제어수단(41e-4)은 제 1 내지 제 4 디밍 정보를 무선통신망(3)을 통해 태양광 가로등 관리서버(4)로 전송하도록 송수신부(41f)를 제어한다.
또한, 충전/계통선 선택 운전 수단(41e-2)은 전력측정수단(41e-1)으로부터 비상 운용 게시 명령을 수신하는 경우, 운용 게시 명령 시간에 대한 정보를 무선통신망(3)을 통해 태양광 가로등 관리서버(4)로 전송하도록 송수신부(41f)를 제어한다.
이에 따라, 태양광 가로등 관리서버(4)는 제 1 내지 제 4 디밍 정보뿐만 아니라, 운용 게시 명령 시간에 대한 정보를 통합적으로 관리한다.
도 9는 도 6 및 도 7의 제 2 실시예에 따른 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(2)에 의해 태양광을 이용한 전력 생산을 위한 태양광 이동 경로를 나타내는 도면이다. 도 6 내지 도 10을 참조하면, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a) 및 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b)을 통해 태양광이 발산된다.
이에 따라, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)에 의해 발산된 태양광은 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)을 통해 반사되어 태양광 모듈 집합체(32-3) 중 수직방향으로 다수 개가 형성된 제 1 태양광 모듈(32-3a)로 최종적으로 집광된다. 여기서 제 1 태양광 모듈(32-3a)은 5 개로 도시되어 있으나 이에 한정되진 않는다.
동일하게 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21b)에 의해 발산된 태양광은 제 2 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22b)을 통해 발산되어 태양광 모듈 집합체(32-3) 중 수직방향으로 다수 개가 형성된 제 2 태양광 모듈(32-3b)로 최종적으로 집광된다.
또한, 제 3 램프 암(20c)을 구성하는 제 3 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21c) 및 제 3 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22c)에 의한 제 3 태양광 모듈(32-3c)로의 집광 효율과, 제 4 램프 암(20d)을 구성하는 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21d) 및 제 4 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22d)에 의한 제 4 태양광 모듈(32-3d)로의 집광 효율도 동일한 방식으로 향상된다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)과 이와 비교되는 태양광 가로등(1a)의 구조에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등(1)의 구성을 참조하면, 제 1 램프 암(20a) 중 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)을 이루는 곡선의 길이는 L1에 해당하며, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)을 이루는 곡선의 길이는 L3에 해당하며, 상부 지주 본체(30) 중 제 1 램프 암(20a)의 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)과 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a) 사이의 길이는 L2에 해당한다.
그리고, 제 1 램프 암(20a) 중 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)과 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a) 사이의 각도는 a1에 해당하며, 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단(21a)과 상부 지주 본체(30) 사이의 각도는 a2이며, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a)과 상부 지주 본체(30) 사이의 각도는 a3에 해당한다.
이러한 L1, L2 및 L3 사이의 길이 비율 관계는 1 : 2.8 내지 2.9 : 3.3 내지 3.4로 형성된다. 또한 a1, a2 및 a3 사이의 각도 비율 관계는 2.2 내지 2.3: 3.2 내지 3.3 : 1로 형성된다.
이러한 길이 비율 관계 그리고 각도 비율 관계인 경우, 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단(22a) 없이 제 1 램프 암(20a)이 형성된 태양광 가로등(1a)에 비해 태양광 집광 효율이 시간대 별로 15% 내지 25% 이상 향상되는 것으로 시험적으로 나타난다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1: 제 1 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등
2: 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등
3: 무선통신망
4: 태양광 가로등 관리서버
10a: 제 1 LED 램프
10b: 제 2 LED 램프
10c: 제 3 LED 램프
10d: 제 4 LED 램프
20a: 제 1 램프 암
21a: 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
21a-1: 렌즈 패널
21a-2: 스테인레스 보강대
22a: 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
20b: 제 2 램프 암
21b: 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
22b: 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
20c: 제 3 램프 암
21c: 제 3 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
22c: 제 3 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
20d: 제 4 램프 암
21d: 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
22d: 제 4 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
30: 상부 지주 본체
31: 최상단 쿨링부
32: 태양광 집적부
32-1: 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막
32-2: 공간층
32-3: 태양광 모듈 집합체
32-3a: 제 1 태양광 모듈
32-3b: 제 2 태양광 모듈
32-3c: 제 3 태양광 모듈
32-3d: 제 4 태양광 모듈
32-4: 완충재
32-5: 스테인레스 지지체
40: 하부 자가 발전 본체
41: 제어부
41a: 전력선/제어 계통 인터페이스
41b: 센서부
41c: 조도센서모듈
41c-1: 제 1 조도센서
41c-2: 제 2 조도센서
41c-3: 제 3 조도센서
41c-4: 제 4 조도센서
41d: 가시거리 측정센서 모듈
41d-1: 제 1 가시거리 측정센서
41d-2: 제 2 가시거리 측정센서
41d-3: 제 3 가시거리 측정센서
41d-4: 제 4 가시거리 측정센서
41e: 운용 최적화 모듈
41e-1: 전력측정수단
41e-2: 충전/계통선 선택 운전 수단
41e-3: 주변환경 측정 예측수단
41e-d: 디밍제어수단
41f: 송수신부
42: 충전지
2: 제 2 타입의 태양광 충전 효율 극대화를 위한 태양광 가로등
3: 무선통신망
4: 태양광 가로등 관리서버
10a: 제 1 LED 램프
10b: 제 2 LED 램프
10c: 제 3 LED 램프
10d: 제 4 LED 램프
20a: 제 1 램프 암
21a: 제 1 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
21a-1: 렌즈 패널
21a-2: 스테인레스 보강대
22a: 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
20b: 제 2 램프 암
21b: 제 2 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
22b: 제 1 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
20c: 제 3 램프 암
21c: 제 3 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
22c: 제 3 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
20d: 제 4 램프 암
21d: 제 4 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단
22d: 제 4 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단
30: 상부 지주 본체
31: 최상단 쿨링부
32: 태양광 집적부
32-1: 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막
32-2: 공간층
32-3: 태양광 모듈 집합체
32-3a: 제 1 태양광 모듈
32-3b: 제 2 태양광 모듈
32-3c: 제 3 태양광 모듈
32-3d: 제 4 태양광 모듈
32-4: 완충재
32-5: 스테인레스 지지체
40: 하부 자가 발전 본체
41: 제어부
41a: 전력선/제어 계통 인터페이스
41b: 센서부
41c: 조도센서모듈
41c-1: 제 1 조도센서
41c-2: 제 2 조도센서
41c-3: 제 3 조도센서
41c-4: 제 4 조도센서
41d: 가시거리 측정센서 모듈
41d-1: 제 1 가시거리 측정센서
41d-2: 제 2 가시거리 측정센서
41d-3: 제 3 가시거리 측정센서
41d-4: 제 4 가시거리 측정센서
41e: 운용 최적화 모듈
41e-1: 전력측정수단
41e-2: 충전/계통선 선택 운전 수단
41e-3: 주변환경 측정 예측수단
41e-d: 디밍제어수단
41f: 송수신부
42: 충전지
Claims (13)
- 조도센서와 가시거리 측정센서를 각각 구비하는 적어도 하나 이상의 LED 램프;
상기 LED 램프를 상부 지주 본체의 한 측으로 연장하여 형성되며, 태양광을 발산시키는 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과, 발산된 태양광을 반사시켜 상기 상부 지주 본체에 수직 배열된 태양광 모듈로 태양광이 집광되도록 하는 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단으로 이루어지고, 상기 LED 램프의 개수와 동일한 수로 형성되는 램프 암; 및
상기 상부 지주 본체의 하단에 연장되어 형성되며 내부에 제어부 및 충전지를 포함하는 하부 자가 발전 본체; 를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 각 LED 램프의 조도센서로부터 수신된 조도 측정 데이터, 그리고 상기 각 LED 램프의 가시거리 측정센서로부터 수신된 가시거리 데이터에 의해 생성된 디밍 정보에 의해 데이터를 전송한 각 LED 램프에 대한 광도 및 다수의 LED 소자의 점등 LED 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 1에 있어서,
상기 각 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단은,
상기 상부 지주 본체의 지지력을 이용해 LED 램프를 수평 방향에서 지지하며 상부로부터의 태양광을 발산시키며,
상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단은,
상기 상부 지주 본체의 지지력을 이용해 LED 램프를 하부에서 상향으로 지지하며, 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단에 의해 발산된 태양광을 반사시켜, 상기 태양광 집적부 중 반사되는 태양광을 향하여 형성된 수직 배열된 태양광 모듈로 태양광이 집광되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는,
상기 다수의 태양광 모듈의 집합체인 태양광 집적부에 의해 전력이 저장된 상기 충전지의 전력 레벨을 측정한 뒤, 전력 레벨을 카테고리 별로 분류하는 전력측정수단; 및
상기 전력측정수단에 의해 분류된 전력 레벨이 미리 설정된 임계 전력 레벨 이하인 경우, 상기 전력측정수단으로부터 비상 운용 게시 명령을 전달받는 경우 상기 각 LED 램프에 대한 외부 전원에 의한 계통선 전력 공급을 수행하는 충전/계통선 선택 운전 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 3에 있어서, 상기 제어부는,
상기 각 LED 램프의 조도센서로부터 수신된 조도 측정 데이터, 그리고 상기 각 LED 램프의 가시거리 측정센서로부터 수신된 가시거리 데이터를 수신한 뒤, 각 램프에 대한 디밍 정보를 생성하는 주변환경 측정 예측수단; 및
상기 충전/계통선 선택 운전 수단에 의한 상기 충전지의 전력을 이용한 상기 각 LED 램프에 대한 전력 공급이 이루어지는 경우, 각 LED 램프에 해당하는 디밍 정보를 디밍 제어를 수행하는 디밍제어수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 4에 있어서, 상기 디밍제어수단은,
각 디밍 정보 중 광도 정보 생성시 "각 가시거리 데이터"에서 미리 설정된 임계 가시거리 데이터와의 차이 값을 연산하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정에서 연산된 차이 값의 크기에 대한 크기별 카테고리에 따른 "단계별 역가중치"를 "각 조도 측정 데이터"에 적용시키는 제 2 과정을 거쳐 생성하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 5에 있어서, 상기 디밍제어수단은,
각 디밍 정보 중 점등 LED 위치 정보 생성시, 전방부부터 후방부까지 다수개의 행과 열으로 형성된 LED 소자로 형성된 각 LED 램프에 대한 각 소자별 점등 위치를 파악한 뒤, 각 가시거리 데이터가 적은 값일수록 각 LED 램프의 전방부보다 후방부에 배치된 LED 소자에 대한 점등된 개수가 많도록 생성하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 1에 있어서, 상기 상부 지주 본체는,
상향식 배기 쿨러를 구비하여 최상단에 형성되며 상기 태양광 집적부에 의한 발열을 대기에 의해 상향으로 배출하는 최상단 쿨링부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 1에 있어서, 상기 태양광 집적부는,
단면이 원형으로 형성되며, 스테인레스 지지체에 의한 지지를 받으며 최외곽을 형성하는 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막;
4 각주 형상의 상기 스테인레스 지지체의 외주면을 감싸서 형성되는 완충재; 및
상기 강화 폴리카보네이트 보호막 외면으로 필름형태로 부착되는 태양광 모듈 필름; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 8에 있어서, 상기 폴리카보네이트 보호막 외주면에 부착된 태양광 모듈 필름은,
원형의 폴리카보네이트 보호막에 접착제 또는 고정장치를 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 9에 있어서, 상기 태양광 집적부는,
상기 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막과 완충재 사이에 형성된 공간인 공간층; 을 더 포함하며,
상기 공간층은, 상기 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막과 동일한 소재인 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 소재로 형성되어 상기 상부 지주 본체 자체의 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 1에 있어서,
상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단을 이루는 곡선의 길이는 L1에 해당하며, 상기 각 램프 암 중 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단을 이루는 곡선의 길이는 L3에 해당하며, 상기 상부 지주 본체 중 상기 각 램프 암에서의 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단 사이의 길이는 L2에 해당하는 경우,
상기 L1, 상기 L2 및 상기 L3 사이의 길이 비율 관계는, 1 : 2.8 내지 2.9 : 3.3 내지 3.4로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 1에 있어서,
상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단 사이의 각도는 a1에 해당하며, 상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단과 상기 상부 지주 본체 사이의 각도는 a2이며, 상기 각 램프 암 중 상기 컨벡스 미러 타입(convex mirror type) 메인 지지단과 상기 상부 지주 본체 사이의 각도는 a3에 해당하는 경우,
상기 a1, 상기 a2 및 상기 a3 사이의 각도 비율 관계는 2.2 내지 2.3: 3.2 내지 3.3 : 1로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
- 청구항 1에 있어서,
상기 각 램프 암 중 상기 컨케이브 렌즈 타입(concave lens type) 서브 지지단은,
강화 아크릴 또는 강화 유리 소재의 렌즈 패널의 양쪽 측면을 스테인레스 보강대에 의해 지지되는 구조인 것을 특징으로 하는 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140106860A KR101487983B1 (ko) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140106860A KR101487983B1 (ko) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101487983B1 true KR101487983B1 (ko) | 2015-01-29 |
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| KR20140106860A KR101487983B1 (ko) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | 태양광 충전 효율 최적화를 위한 제어 기능을 갖는 태양광 가로등 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101487983B1 (ko) |
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