KR101791885B1 - Light device using solar enenrgy - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흐린 날 미세전류도 충전이 가능하고 배터리 교체 없이 반영구적으로 사용이 가능한 태양광 발전 조명장치에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 태양에너지를 받아 전기를 생산하는 태양전지; 상기 태양전지로부터 생산된 전기를 이용하여 축전을 함과 동시에 전원을 공급하는 대용량콘덴서; 상기 대용량콘덴서로부터 공급되는 전원을 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의해 제어된 전원을 공급받아 빛을 방사하는 조명부를 포함하여 구성되는 태양광 발전 조명장치를 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 햇빛이 잘 들지 않는 흐린 날에도 충전이 가능하므로 효율을 높일 수 있으며, 배터리 교체를 하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으므로 유지비용을 획기적으로 절감할 수 있다.The present invention relates to a photovoltaic lighting apparatus capable of charging a fine current on a cloudy day and being semi-permanently usable without battery replacement. To this end, the present invention relates to a solar cell for generating electricity by receiving solar energy; A large capacity condenser that charges electricity using electricity generated from the solar cell and supplies power; A control unit for controlling power supplied from the large capacity condenser; And a lighting unit receiving the power controlled by the control unit and radiating light.
Therefore, according to the present invention, it is possible to charge the battery even in a cloudy day where the sunlight does not easily come out, thereby increasing the efficiency, and the battery can be used semi-permanently without replacing the battery, so that the maintenance cost can be drastically reduced.

Description

태양광 발전 조명장치{Light device using solar enenrgy}[0002] Light device using solar enenrgy [

본 발명은 태양광 발전 조명장치에 관한 것이며, 구체적으로 흐린 날 미세전류도 충전이 가능하고 배터리 교체 없이 반영구적으로 사용이 가능한 태양광 발전 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic lighting device, and more particularly, to a photovoltaic lighting device capable of charging a fine current on a cloudy day and being semi-permanently usable without battery replacement.

전 세계적으로 환경에 대한 관심이 늘어남에 따라 전통적인 화석에너지를 사용한 전기생산에서 이산화탄소를 줄이기 위한 신재생에너지를 이용한 전기생산으로 전기생산방법이 변화되어 가고 있다.As the global interest in the environment grows, electric production using traditional fossil energy is being transformed into electricity production using renewable energy to reduce carbon dioxide.

이러한 신재생에너지 중 태양광 발전은 빛에 반응하는 반도체를 사용하여 물질이 빛을 흡수하면 물질의 표면에서 전자가 이동하는 효과로 전기를 생산할 수 있도록 하는 것이다.Among these renewable energies, photovoltaic power generation uses a semiconductor that responds to light, so that when a material absorbs light, electrons can be produced by the effect of electrons moving from the surface of the material.

도 1을 참조하여, 종래의 기술(공개특허공보 제10-2011-0119031호)에 의한 태양광 발전 가로등을 설명하면 다음과 같다. Referring to Fig. 1, a solar power generating streetlight according to a conventional technique (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0119031) will be described as follows.

종래의 기술에 의한 태양광 발전 가로등은 태양전지판(16), 방열관(15), 연결관(14), 엘이디기판(13), 조사관(12), 지주(11)를 포함하여 구성된다. 또한, 지주(11)에는 축전지(17) 및 인버터(18)가 설치된다.The conventional photovoltaic street lamp includes a solar panel 16, a heat radiating pipe 15, a connecting pipe 14, an LED substrate 13, an irradiating pipe 12, and a support 11. The column 11 is provided with a battery 17 and an inverter 18.

태양전지판(16)에서는 태양빛을 받아 전기를 생산하며, 상기 태양전지판(16)에서 생산된 전기는 지주(11)에 설치된 축전지(17)로 공급되어 충전된다. 또한, 상기 엘이디기판(13)은 상기 축전지로부터 전원을 공급받아 빛을 주위로 조사하게 된다.The solar panel 16 receives sunlight to produce electricity, and the electricity generated by the solar panel 16 is supplied to the storage battery 17 installed in the support 11 to be charged. In addition, the LED substrate 13 is supplied with power from the storage battery and irradiates light around the LED substrate 13.

하지만, 이러한 태양광 발전 가로등에서 엘이디에 전원을 공급하기 위하여 충전용 배터리를 사용하게 되는데, 이러한 충전용 배터리는 어느 정도 이상의 전압이 입력되어야 충전이 되고, 배터리의 수명도 길어야 수년 정도이다.However, in such a photovoltaic streetlight, a rechargeable battery is used to supply power to the LED. Such a rechargeable battery requires a certain amount of voltage to be charged, and the life of the battery must be long for several years.

따라서, 날씨가 흐린 날에는 잘 충전이 안 되어 실제 사용을 위해서는 보조 충전기를 더 구비해야 하는 문제점이 있으며, 배터리를 주기적으로 교체해 주어야 하기 때문에 비용이 많이 드는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem in that the battery is not charged well when the weather is cloudy, and an auxiliary charger is required for actual use, and the battery must be replaced periodically, which is costly.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흐린 날에도 미세한 전류를 이용하여 충전을 할 수 있고, 배터리 교체를 하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있는 태양광 발전 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a solar power generation lighting device which can be charged with a small current even on a cloudy day and can be used semi-permanently without battery replacement. have.

상기한 목적을 위하여 본 발명은 태양에너지를 받아 전기를 생산하는 태양전지; 상기 태양전지로부터 생산된 전기를 이용하여 축전을 함과 동시에 전원을 공급하는 대용량콘덴서; 상기 대용량콘덴서으로부터 공급되는 전원을 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의해 제어된 전원을 공급받아 빛을 방사하는 조명부를 포함하여 구성되는 태양광 발전 조명장치를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a solar cell for generating electricity by receiving solar energy; A large capacity condenser that charges electricity using electricity generated from the solar cell and supplies power; A control unit for controlling power supplied from the large capacity condenser; And a lighting unit receiving the power controlled by the control unit and radiating light.

상기 태양광 발전 조명장치는 상기 대용량콘덴서의 출력전압을 감지하여 상기 제어부로 전송하는 충전감지부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 충전감지부로부터 전송된 결과에 따라 감압회로의 가동여부를 제어하는 것이 바람직하다.The photovoltaic lighting apparatus includes a charge sensing unit that senses an output voltage of the large capacity condenser and transmits the sensed output voltage to the control unit. The control unit controls whether the decompression circuit is operated according to a result transmitted from the charge sensing unit Do.

상기 충전감지부는 제너다이오드, 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자를 포함하며, 상기 대용량콘덴서의 전압 및 상기 제너다이오드의 항복전압에 따라 제1스위칭소자 또는 제2스위칭소자 중 하나가 온 되어 상기 제어부로 신호를 전송하는 것이 바람직하다.The charge sensing unit includes a zener diode, a first switching element, and a second switching element, and one of the first switching element and the second switching element is turned on according to a voltage of the large capacity capacitor and a breakdown voltage of the zener diode, As shown in FIG.

본 발명에 의하면 햇빛이 잘 들지 않는 흐린 날에도 충전이 가능하므로 효율을 높일 수 있으며, 배터리 교체를 하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으므로 유지비용을 획기적으로 절감할 수 있다.According to the present invention, since charging can be performed even on a cloudy day where the sunlight does not easily come out, the efficiency can be increased and the maintenance cost can be drastically reduced because the battery can be used semi-permanently without replacing the battery.

또한, 본 발명에 의하면 흐린 날이나 맑은 날이나 항상 안정적으로 사용할 수 있는 태양광 발전 조명장치를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a photovoltaic power generation lighting device which can always be used stably on cloudy or clear days.

도 1은 종래기술에 의한 태양광 발전 가로등의 분해사시도;
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 조명장치의 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전 조명장치의 구성도;
도 4는 본 발명에 따른 충전감지부의 구성을 나타내는 회로도.1 is an exploded perspective view of a solar power generating streetlight according to the prior art;
2 is a perspective view of a solar photovoltaic lighting apparatus according to the present invention;
3 is a schematic view of a solar photovoltaic lighting apparatus according to the present invention;
4 is a circuit diagram showing a configuration of a charge sensing unit according to the present invention;

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 태양광 발전 조명장치는 태양전지판(100), 지지기둥(200), 엘이디조명부(300), 전원제어부(400)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the solar power generation lighting apparatus according to the present embodiment includes a solar cell 100, a support column 200, an LED illumination unit 300, and a power control unit 400.

상기 태양전지판(100)은 태양에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 역할을 하며, Si base, CdTe, Culn2Se 등 다양한 재료를 이용하여 솔라셀(solar cell)을 구성할 수 있다.The solar panel 100 serves to produce electric energy by using solar energy, and a solar cell can be formed by using various materials such as Si base, CdTe, and Culn2Se.

상기 태양전지판(100)은 지지기둥(200)에 의하여 지지된다. 상기 지지기둥(200)은 태양전지판(100)을 지지하는 역할뿐만 아니라, 엘이디조명부(300), 전원제어부(400) 등 각종 부품들을 수용한다.The solar panel 100 is supported by a supporting column 200. The support pillars 200 serve not only to support the solar panel 100 but also to accommodate various components such as the LED illumination unit 300 and the power control unit 400.

상기 지지기둥(200)의 내부에는 전원제어부(400)가 설치되는데, 상기 전원제어부(400)는 태양전지판(100)에서 생산된 전기를 충전함과 동시에 엘이디조명부(300)에 안정적으로 전원을 공급해 주는 역할을 한다.A power control unit 400 is installed in the support column 200. The power control unit 400 charges the electricity generated by the solar panel 100 and supplies power to the LED lighting unit 300 stably The giver plays a role.

도 3을 참조하면, 상기 전원제어부(400)는 대용량콘덴서(410), 충전감지부(420), 제어부(430)를 포함한다.3, the power control unit 400 includes a large capacity condenser 410, a charge sensing unit 420, and a control unit 430.

본 발명에서는 엘이디조명부(300)에 전원을 공급하여 주는 장치로 대용량콘덴서가 사용된다. 본 발명에서 사용되는 대용량콘덴서는 수백~수천Farad의 용량을 갖는 고용량의 콘덴서이다. 보통 전자회로에 사용되는 콘덴서의 용량은 수백μF 정도이며, 이러한 용량의 콘덴서는 거의 직류전류가 흐를 수가 없으나, 고용량을 가지는 대용량콘덴서는 직류전류가 흐를 수 있어 계속적인 전원을 공급해 줄 수 있다.In the present invention, a large-capacity capacitor is used as a device for supplying power to the LED illumination unit 300. The large-capacity capacitor used in the present invention is a high-capacity capacitor having a capacity of several hundred to several thousand Farads. Capacitors used in electronic circuits usually have a capacity of several hundreds of microfarads. Capacitors of such capacities can hardly flow direct current, but large capacity capacitors having a high capacity can supply DC power to continuously supply power.

이러한 대용량콘덴서는 종래의 충전배터리와는 달리 미세한 전압으로도 충전이 가능하고, 수명이 수 백년 정도이므로 반영구적으로 사용이 가능하다.Unlike a conventional rechargeable battery, such a large capacity condenser can be charged even with a minute voltage and can be used semi-permanently since its lifetime is several hundred years.

하지만, 태양전지의 가장 취약점이 날씨에 따라 태양광이 불규칙하기 때문에 엘이디조명부에 안정적인 전원공급이 어렵다는 것이다. 또한, 대용량콘덴서도 충전된 전기량이 감소함에 따라 엘이디조명부에 공급되는 전압도 감소되는 문제점이 있다.However, the weakest point of solar cells is that solar power is irregular depending on the weather, so it is difficult to supply stable power to the LED lighting part. Also, as the amount of charged electricity in a large capacity condenser decreases, the voltage supplied to the LED illumination unit also decreases.

본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 충전감지부(420) 및 제어부(430)가 구비된다.In this embodiment, a charge sensing unit 420 and a control unit 430 are provided to solve such a problem.

상기 충전감지부(420)는 상기 대용량콘덴서(410)에서 출력되는 전압을 감지하는 역할을 한다. 즉, 충전감지부(420)는 대용량콘덴서(410)의 출력전압이 일정 전압 이상인지 이하인지를 감지하여 그 결과를 제어부(430)에 전송한다.The charge sensing unit 420 senses a voltage output from the large capacity condenser 410. That is, the charge sensing unit 420 senses whether the output voltage of the large capacity condenser 410 is higher than or equal to a predetermined voltage, and transmits the result to the controller 430.

도 4를 참조하면, 상기 충전감지부(420)는 제너다이오드(422)를 이용하여 대용량콘덴서의 전압(V)이 일정 전압 이상이면 제너다이오드(422)를 통하여 전류가 흘러 제1스위칭소자(424)가 온 되어 제1라인(423)으로 신호가 입력된다. 한편, 대용량콘덴서의 전압(V)이 일정 전압 미만이면 제너다이오드(422)를 통하여 전류가 흐를 수 없고 이때에는 제2스위칭소자(426)가 온 되어 제2라인(425)으로 신호가 입력된다.4, if the voltage V of the large capacity capacitor is higher than a predetermined voltage by using the Zener diode 422, the charge sensing unit 420 may be supplied with current through the Zener diode 422 and the first switching device 424 Is turned on and a signal is input to the first line 423. On the other hand, if the voltage V of the large capacity capacitor is less than a predetermined voltage, the current can not flow through the Zener diode 422, and the second switching device 426 is turned on to input a signal to the second line 425 at this time.

상기 제어부(430)는 충전감지부(420)에서 전송되는 신호를 입력받아 엘이디조명부(300)로 안정적인 전압을 공급해 주는 역할을 한다.The control unit 430 receives a signal transmitted from the charge sensing unit 420 and supplies a stable voltage to the LED illumination unit 300.

예를 들어, 대용량콘덴서의 전압이 15V이고, 제너다이오드의 항복전압을 12V로 하면 제1스위칭소자(424)가 온 되어 제1라인(423)을 통해 제어부로 신호가 입력되고, 상기 제어부는 감압회로를 통해 전압을 적절히 낮춘 후 엘이디조명부(300)에 전압을 인가한다. 한편, 대용량콘덴서의 전압이 12V 이하인 경우에는 제2스위칭소자(426)가 온 되고, 제2라인(425)을 통해 제어부로 신호가 입력되어 제어부는 감압하지 않고 그대로 엘이디조명부(300)에 전압을 인가한다.For example, when the voltage of the large capacity capacitor is 15V and the breakdown voltage of the Zener diode is 12V, the first switching device 424 is turned on and a signal is inputted to the control unit through the first line 423, The voltage is applied to the LED illumination unit 300 after the voltage is properly lowered through the circuit. On the other hand, when the voltage of the large capacity capacitor is 12V or less, the second switching device 426 is turned on, and a signal is inputted to the control unit through the second line 425, so that the control unit does not reduce the voltage to the LED illumination unit 300 .

따라서, 본 발명에 따르면 대용량콘덴서에 충전이 잘 되는 날씨가 맑고 햇빛이 잘 드는 날과 충전이 잘 되지 않는 날씨가 흐려 햇빛이 잘 안드는 날에 따라 각각 다른 방식으로 제어가 되어 안정적으로 엘이디조명부에 전압을 공급해 줄 수 있다.Accordingly, according to the present invention, the large capacity condenser is controlled in a different manner according to the day when the charging condition is good, the sunlight is sunny and the daytime when the sunlight is not good, Can be supplied.

상기 엘이디조명부(300)는 복수 개의 엘이디가 실장되어 빛을 조사하는 장치로서, 엘이디에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 냉각부(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 전압의 안정적인 공급을 위하여 정전압 레귤레이터를 추가로 설치할 수 있다. 상기 엘이디조명부(300)의 외주는 커버(310)로 둘러싸여 강한 빛으로 인한 눈부심을 방지한다.The LED illumination unit 300 may include a cooling unit (not shown) for emitting heat generated from the LED to the outside. Further, a constant voltage regulator may be additionally provided for stable supply of the voltage. The outer periphery of the LED illumination unit 300 is surrounded by the cover 310 to prevent glare due to strong light.

본 실시예에서는 태양전지를 예로 하였으나, 상기 태양전지 대신에 풍력발전으로 교체되어도 본 발명이 적용될 수 있다.Although the solar cell is taken as an example in the present embodiment, the present invention can be applied even if the solar cell is replaced with a wind turbine.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely illustrative examples of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 태양전지판 200 : 지지기둥
300 : 엘이디조명부 310 : 커버
400 : 전원제어부 410 : 대용량콘덴서
420 : 충전감지부 430 : 제어부100: Solar panel 200: Support column
300: LED illumination part 310: cover
400: power supply control unit 410: large capacity condenser
420: charge detection unit 430:

Claims (3)

태양에너지를 받아 전기를 생산하는 태양전지;
상기 태양전지로부터 생산된 전기를 이용하여 축전을 함과 동시에 전원을 공급하는 대용량콘덴서;
상기 대용량콘덴서으로부터 공급되는 전원을 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의해 제어된 전원을 공급받아 빛을 방사하는 조명부;
상기 대용량콘덴서의 출력전압을 감지하여 상기 출력전압에 따라 제1라인 또는 제2라인을 통하여 상기 제어부로 신호를 전송하는 충전감지부를 포함하여 구성되며,
상기 제어부는 상기 충전감지부로부터 전송된 결과에 따라 감압회로의 가동여부를 제어하고,
상기 충전감지부는 제너다이오드, 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자를 포함하며, 상기 대용량콘덴서의 전압 및 상기 제너다이오드의 항복전압에 따라 제1스위칭소자가 온되면 제1라인으로 신호가 전송되고 제2스위칭소자가 온되면 제2라인으로 신호가 전송되는 태양광 발전 조명장치.Solar cells that produce electricity by receiving solar energy;
A large capacity condenser that charges electricity using electricity generated from the solar cell and supplies power;
A control unit for controlling power supplied from the large capacity condenser;
An illumination unit for receiving a power controlled by the control unit and radiating light;
And a charge sensing unit for sensing an output voltage of the large capacity capacitor and transmitting a signal to the control unit through the first line or the second line according to the output voltage,
The control unit controls whether the decompression circuit is operated according to a result transmitted from the charge sensing unit,
The charge sensing unit includes a zener diode, a first switching element, and a second switching element. When the first switching element is turned on according to the voltage of the large capacity capacitor and the breakdown voltage of the zener diode, 2 When the switching element is turned on, a signal is transmitted to the second line. 삭제delete 삭제delete
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