KR101807227B1 - 자체조명 시선유도등 장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

풍력과 태양광의 하이브리드 발전을 통해 배터리를 충전하고, 조도(照度) 및 습도를 기초로 조명의 작동을 결정하는 자체조명 시선유도등의 장치 및 제어 방법이 개시된다.

Description

자체조명 시선유도등 장치 및 제어방법{SELF-LIGHTING ROADWAY DELINEATOR APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본 발명은 자체조명 시선유도등 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 차량 주행풍에 기초한 발전 전력을 이용하는 자체조명 시선유도등 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
현재, 가로등이 없는 도로는 운전자가 도로 전방을 살펴볼 수 있는 거리(가시거리)의 제약으로 인해 야간 운전의 위험성이 높다. 이러한 위험성을 감소시키기 위해, 일부 도로에는 중앙분리대가 설치된다. 또한, 중앙분리대에 일정한 간격으로 진행 유도등이 설치되기도 한다.
차량의 전조등의 조사 길이는 통상 하향등의 경우 약 50~60M, 상향등의 경우 약 90~100M이지만, 우천, 안개, 커브 길의 경우, 운전자의 도로 시인성은 크게 감소된다. 또한, 커브 길에서와 같이, 차량 전조등의 조사 방향이 굽은 도로의 선형 변화와 불일치하여 전조등의 조사 길이가 짧아진 경우에는 운전자의 도로 시인성은 더욱 악화된다.
우리나라의 교통사고 사망자수는 전체 사망자 수의 절반을 넘고, 그 중에 대다수가 도로 조명이 설치되지 않은 도로에서 발생하고 있는 것으로 조사되었다. 현재 우리나라의 고속도로 및 일반국도의 도로 조명 시설은 도로의 총 길이의 약 12% 정도이고, 도로 조명 시설의 유지관리에 소요되는 연간 전기료가 수백억원에 이른다.
이와 같이, 도로 조명 시설이 없는 도로에서 교통사고를 효과적으로 방지할 수 있는 방안이나 시선유도등 장치 등이 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량 주행풍에 의한 발전 전력을 효율적으로 이용하는 자체조명 시선유도등 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 차량 주행풍과 태양광에 의한 하이브리드 발전 전력을 효율적으로 이용하는 자체조명 시선유도등 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 차량 주행풍과 태양광에 의한 하이브리드 발전 전력을 효율적으로 이용하고 도로 조명 시설이 없는 도로에서 운전자의 도로 시인성을 높일 수 있는 자체조명 시선유도등 장치의 제어방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치는, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈, 차량 주행풍을 이용하여 전력을 생산하는 풍력 발전 모듈, 현재 습도를 결정하는 습도센서, 도로의 차량 진행 방향 측으로 광을 비추는 시선유도등, 및 태양광 발전 모듈과 습도센서로부터 획득한 데이터를 기반으로 시선유도등을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 풍력 발전 모듈은, 도로의 중앙분리대 상에 설치되는 블레이드 커버, 및 블레이드 커버 내부에 설치되어 차량풍에 의해 회전하는 블레이드를 포함할 수 있다.
또한, 블레이드 커버는, 상기 블레이드 커버의 본체에 부착된 제1 측 및 차량풍이 유입되는 제2 측을 가지며, 차량풍의 유입에 따라 제1 측에서부터 제2 측으로 단면적이 증가되도록 배치한 가이드, 상기 가이드의 제2 측 가장자리의 제1 개구부에서 유입되는 제1 공기를 상기 가이드의 제1 측 가장자리의 제1 바람 흡입구로 전달하는 제1 차량 주행풍 유입구, 상기 제1 차량 주행풍 유입구와 회전 대칭하도록 배열되는 제2 차량 주행풍 유입구, 및 제1 차량 주행풍 유입구를 통해 제1 바람 흡입구로 유입되는 제1 공기가 블레이드를 회전시키고 제2 차량 주행풍 유입구로 유입되는 제2 공기와 합쳐지도록 제2 차량 주행풍 유입구의 제2 개구부와 반대 방향으로 열린 순환배출구를 포함할 수 있다.
추가적으로, 차량 주행풍 유입구의 가이드 외표면 상부측에 배치되는 방향 유도 반사시트를 더 포함할 수 있으며, 시선유도등은 차량 주행풍 유입구의 가이드 외표면 하부측에 배치될 수 있다.
한편, 태양광 발전 모듈은, 광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지가 배치되는 태양전지판, 태양전지판을 태양의 움직임에 따라 태양에 마주하도록 회전시키는 자동정렬수단을 포함할 수 있다.
또한, 컨트롤러는, 태양광 발전 모듈로부터 생산된 전력을 충전하는 태양광 충전 모듈, 풍력 발전 모듈로부터 생산된 전력을 충전하는 풍력 충전 모듈, 습도 센서로부터 획득한 데이터로 습도를 결정하는 습도 센싱 모듈, 시선유도등을 제어하는 조명 제어 모듈, 배터리를 관리하는 배터리 관리 장치(Battery Management System, BMS), 및 태양광 충전 모듈, 습도 센싱 모듈 및 BMS로부터 획득한 데이터를 기반으로 환경을 파악하여 조명 제어 모듈을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)을 포함할 수 있다.
추가적으로, 컨트롤러는 습도 센싱 모듈에 의해 획득한 습도 데이터에 따라 시선유도등의 색상을 변경하거나 점멸 주기를 변경할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등을 제어하는 방법은, 풍력 발전 모듈 또는 태양광 발전 모듈에 의해 생산된 전력으로 배터리를 충전하는 단계, 및 배터리를 전력원으로 조도(照度) 및 습도에 따라 시선유도등을 작동하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 배터리를 충전하는 단계는, 풍력 발전 모듈에서 생산되는 전력의 전압 값과 발전을 위한 최소 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 충전을 위해 생산된 전력의 전달 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 풍력 발전 모듈에 의해 생산된 전력을 전달하는 경우, 상기 생산된 전력에 AC/DC 변환을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가적으로, 배터리를 충전하는 단계는, 태양광 발전 모듈에서 생산되는 전력의 전압 값과 발전을 위한 최소 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 충전을 위해 생산된 전력의 전달 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 배터리를 충전하는 단계는, 생산된 전력의 전압 값과 배터리 충전을 위한 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 충전의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 생산된 전력의 전압 값과 배터리 충전을 위한 전압 값을 비교하기 전에, 생산된 전력에 DC/DC 변환을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 시선유도등을 조명하는 단계는, 배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 조명의 작동을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 조명이 작동하는 경우, 습도 센서에 의해 습도를 측정하는 단계, 및 측정된 습도와 기준 습도를 비교하고, 비교 결과에 따라 태양광 발전 모듈로부터 획득한 데이터를 기반으로 조도(照度)를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 조도를 측정하는 경우, 측정한 조도에 따라 다른 색 조명의 작동을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 다른 색 조명의 작동 중지를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 조도를 측정하지 않는 경우, 배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 조명의 작동 중지를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시선유도등을 중앙분리대 상에 설치하고 차량 주행풍을 효율적으로 사용함으로써 자체조명 성능이 우수한 시선유도등 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량 주행풍을 이용한 풍력 발전뿐 아니라 태양광 발전을 이용함으로써, 유지관리가 용이하고 작동 신뢰성이 우수한 시선유도등 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 습도 센서에 의해 비가 오는 날씨(우천)나 안개 낀 날씨를 감지하여 시선유도등의 색상을 기본 색상(예컨대, 녹색)에서 황색(amber, 엷은 노랑에서 진홍의 호박색을 포함함)으로 변경하거나 정적 조명에서 동적 조명으로 변경하여 차량 운전자의 도로 또는 도로 경계에 대한 높은 시인성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치에 대한 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 풍력 발전 모듈의 작동 순서도이다.
도 3은 도 1의 자체조명 시선유도등 장치를 Ⅱ-Ⅱ선에 의해 절단하고 절단된 하부측 구성을 상부측에서 본 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 발전 모듈의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 방전 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함한다", "가진다" 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 오해의 소지가 없는 한 어떤 문자의 첨자가 다른 첨자를 가질 때, 표시의 편의를 위해 첨자의 다른 첨자는 첨자와 동일한 형태로 표시될 수 있다.
본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치에 대한 개략적인 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치(100)는, 도로의 중앙분리대 상에 설치되며 차량 주행에 따른 유도 풍력을 효과적으로 이용하여 풍력 발전을 수행하고 풍력 발전 전력을 사용하여 시선유도등(70)을 턴 온(turn on) 상태로 작동시킬 수 있다. 또한, 자체조명 시선유도등 장치(100)는 풍력 발전을 보조하도록 태양광 발전을 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 자체조명 시선유도등 장치(100)는 블레이드 커버(12), 블레이드(14), 풍력 발전 모듈(16), 제어박스(22), 태양광 발전 모듈(36), 태양전지판(38), 배터리(40), 컨트롤러(50), 습도센서(60), 시선유도등(70) 및 반사시트(80)를 포함할 수 있다.
도 1에서 차량 진행방향은 도시의 편의상 도면 아래와 위로 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의상 간단히 도시한 것이다. 실제로 차량 진행방향은, 자체조명 시선유도등 장치(100)를 기준으로 할 때, 지면 앞에서 지면 속으로 지면과 직교하여 들어가는 방향과 지면 뒤에서 지면 앞으로 지면과 직교하여 나오는 방향에 각각 대응될 수 있다.
상기 구성요소들을 좀더 구체적으로 설명하면, 블레이드 커버(12), 블레이드(14) 및 풍력 발전 모듈(16)은 자체조명 시선유도등 장치(10)의 풍력 발전부를 구성하는 요소들일 수 있다.
블레이드 커버(12)는 블레이드(14)가 회전하는 공간을 둘러싸고 있는 블레이드 커버(12)의 본체를 포함할 수 있으며, 블레이드 커버(12)의 본체는 육면체의 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
블레이드 커버(12)는 중앙분리대 구조물의 상단부에 고정될 수 있다. 블레이드 커버(12)는 중앙분리대의 한쪽 도로 측으로 배치되는 제1 가이드(122a)를 포함한다. 제1 가이드(122a)는 차량 진행방향과 마주하는 방향으로 열린 제1 개구부(123a)를 구비한다. 제1 가이드(122a)는 블레이드 커버(12)의 본체에 부착된 제1 측 및 차량풍이 유입되는 제2 측을 가지며, 차량풍의 유입에 따라 제1 측에서부터 제2 측으로 단면적이 증가되도록 배치되어 있다. 제1 개구부(123a)의 안쪽 영역(개구 영역)은 사면체 형태를 갖는 돌출 구조를 구비할 수 있다.
또한, 블레이드 커버(12)의 내부 공간에는 블레이드(14)가 배치된다. 블레이드(14)의 회전축은 풍력 발전 모듈(16)과 결합한다. 블레이드(14)는 차량에 의한 적은 주행풍에도 풍력 발전이 가능하도록 한번 유입된 바람은 가속력을 가지고 반복하여 사용할 수 있는 구조를 구비한다.
또한, 블레이드 커버(12)는 양방향 차량의 주행풍을 한 곳으로 모아주는 형태로 제작될 수 있다. 이를 위해, 블레이드 커버(12)는 개구 영역 내에서 블레이드(14)가 위치하는 케이스 내부 영역에서 상기 개구 영역으로 차량 진행방향(지면 앞에서 지면 속으로 지면과 직교하는 진행하는 방향)으로 경사져 형성되는 순환배출구(125a)를 구비할 수 있다.
또한, 블레이드 커버(12)는 중앙분리대의 반대쪽 도로 측으로 배치되는 제2 가이드(122b)를 포함한다. 제2 가이드(122b)는 블레이드(14)의 회전축을 기준으로 제1 가이드(122a)와 180도 회전 대칭되는 구조를 구비할 수 있다.
블레이드 커버(12)와 블레이드(14)는 중앙분리대 양쪽 도로를 서로 반대 방향으로 진행하는 차량들 각각에서 유도되는 바람을 효과적으로 이용할 수 있도록 구성된다. 즉, 블레이드 커버(12)와 블레이드(14)는 중앙분리대의 한쪽 도로에서 유입되는 바람의 일부가 순환배출구(125a)를 통해 반대쪽 도로에서 유입되는 바람과 합쳐서 블레이드(14)를 효율적으로 회전시키고 그에 의해 블레이드(14)의 회전 속도를 유지하거나 높이는데 좋은 장점이 있다.
제어박스(22)는 블레이드 커버(12)의 상부에 배치될 수 있다. 제어박스(22)는 블레이드 커버(12)와 착탈 가능하게 결합할 수 있다. 제어박스(22)는 몸통 케이스로 지칭될 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서 제어박스(22)는 습도센서(60)의 일부, 컨트롤러(50), 배터리(40) 및 풍력 발전 모듈(16)을 수납할 수 있다. 습도센서(60)의 나머지 부분은 제어박스(22)의 상단 외표면 상에 노출될 수 있다.
풍력 발전 모듈(16)은 발전기(generator)를 포함할 수 있다. 풍력 발전 모듈(16)은 블레이드(14)의 회전축에 연결된 회전자가 회전할 때 회전자와 결합하는 고정자의 권선에 유기되는 전류를 출력하도록 구현될 수 있다.
태양광 발전 모듈(36)은 광기전 효과로 불리는 물리적 변환을 이용하여 태양의 광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지에 연결될 수 있다. 태양광 발전 모듈(36)은 광의적으로 태양전지 또는 태양전지판(38)을 포함할 수 있으나, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 태양광 발전 모듈(36)은 태양광 발전부에서 태양전지판(38)을 제외한 나머지 구성을 포함하는 것일 수 있다. 태양광 발전 모듈(36)은 태양전지에서 생산된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 DC-AC 인버터 등을 포함할 수 있다.
태양전지판(38)은 태양으로부터의 에너지를 전기에너지로 변환한다. 태양전지판(38)은 태양전지 모듈, 태양광패널 또는 집광판 등으로 지칭될 수 있다.
배터리(40)는 물리적 또는 화학적 작용을 통해 전기에너지를 발생시키거나 공급하는 장치일 수 있다. 배터리(40)는 리튬 이온 전지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 재충전가능한 배터리로서 현재 사용되거나 이후에 개발되는 배터리를 포함할 수 있다.
컨트롤러(50)는 하단의 풍력 발전부와 상단의 태양광 발전 모듈(36) 중간에 배치될 수 있다. 컨트롤러(50)는 블레이드 커버(12)의 상부에 배치되는 제어박스(22)에 수납될 수 있다.
시선유도등(70)은 자신의 현재 위치에서 차량 진행방향과 직교하는 지점보다 더 나아간 도로면에 광을 조사하도록 설치된다. 즉, 중앙분리대 우측의 시선유도등(70)은 도 1에서 볼 때 차량 진행방향보다 더 나아간 지점에 대응하여 지면보다 더 나아간 지면(surface of paper) 뒤쪽 부분 (즉, 이에 대응하는 도로 위 부분)에 조사광A를 조사하도록 설치된다. 이와 유사하게, 중앙분리대 좌측의 시선유도등(70)은 도 1에서 볼 때 차량 진행방향보다 더 나아온 지점에 대응하여 지면에서 떨어진 지면 상의 허공 부분 (즉, 이에 대응하는 도로 위 부분)에 조사광B를 조사하도록 설치된다.
이와 같이 시선유도등(70)은 차량 운전자의 시야에 방해되지 않으면서 광원을 확산시켜 도로면에 조광할 수 있도록 블레이드 커버의 가이드(122a, 122b)의 경사진 외표면 상에 부착될 수 있다. 이러한 시선유도등(70)에 의하면, 빛이 차량 진행방향의 전방 노면에 조사되어 운전자의 눈에 대한 빛 반사를 줄이고 야간운전 시인성을 확보할 수 있다.
시선유도등(70)의 조명 색은 평상시 운전자의 피로감을 줄이기 위하여 그린(green) 계열로 선택하고, 우천 혹은 안개가 있는 경우 일례로 습도센서(60)를 통해 우천 혹은 안개가 인지되거나 검출되는 경우, 앰버 계열(황색등, 안개등)로 선택되거나 및/또는 변경될 수 있다.
반사시트(80)는 블레이드 커버의 일면상에서 바람 유입구로서 기능하는 삼각형 모서리 형태의 가이드(122a, 122b) 상에 부착될 수 있다. 여기서, 반사시트(80)는 차량의 운전자가 주행 시 좌측 정면에서 볼 수 있도록 가이드의 바람 유입구 가장자리의 외표면 상에 부착되고, 시선유도등(70)은 하부(도로측) 또는 차량의 진행방향을 향하도록 경사진 가이드의 하부측 외표면 상에 부착될 수 있다. 이러한 반사시트(80)는 빛 방향유도 반사시트(예를 들어, ▷ 형태) 혹은 LED 점멸등을 부착하여 도로면 유도조명인 시선유도등(70)과는 별개로 운전자의 시인성을 확보하는데 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 풍력 발전 모듈의 작동 순서도이다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 풍력 발전 모듈은 중앙분리대의 일측에서 차량풍이 발생되면(S110), 개구부를 통해 차량풍이 유입되어(S120), 유입된 공기가 이전에 블레이드를 회전시키고 순환배출구로 배출된 공기와 혼합된다(S130). 혼합된 공기는 바람 흡입구로 유입되고(S140), 블레이드를 회전시켜 전력을 발생시킨다(S150). 블레이드를 회전시킨 공기는 순환배출구로 배출되어(S160), 새로 유입된 공기와 혼합되고(S130), 상술한 과정이 반복되며 풍력 발전이 전력을 생산한다. 더욱 상세한 설명은 아래의 도 3과 함께 설명하겠다.
도 3은 도 1의 자체조명 시선유도등 장치를 Ⅱ-Ⅱ선에 의해 절단하고 절단된 하부측 구성을 상부측에서 본 평면도이다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치(100)는 다음과 같이 작동할 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 중앙분리대의 일측 또는 양측에서 차량이 주행할 때 강한 바람이 생성되면, 생성된 바람은 그 흐름에 따라 풍력 발전 모듈의 주행풍 유입구인 제1 개구부(123a) 및 제2 개구부(123b)를 통해 블레이드 커버(12)의 내부 공간으로 진입한다.
제1 개구부(123a) 또는 제2 개구부(123b)와 블레이드 커버(12)의 바람 흡입구(124)는 가이드(122a 또는 122b)와 블레이드 커버(12)의 일면 사이의 공간(이하, 바람채널이라 함)을 통해 유체소통이 가능하게 연결될 수 있다. 블레이드 커버(12)의 양측에 형성되는 바람채널들 각각은 제1 또는 제2 개구부(123a 또는 123b)로부터 바람 흡입구(124 참조)까지 바람 흐름 방향에서 내부 공간의 단면적이 점진적으로 감소하는 형태를 구비한다. 이러한 바람채널은 바람을 단일 방향으로 유동시킬 수 있고, 바람채널에서의 유동유로 감소 구조를 통해 즉, 베르누이의 원리에 따라 바람의 유입 속도를 증가시킬 수 있다.
중앙분리대의 오른쪽 도로상에서 제1 개구부(123a)를 통해 블레이드 커버(12) 내로 유입된 바람은 블레이드(14)에 부딪힌 후 블레이드 커버(12)의 순환배출구(125b)를 통해 반대편 바람채널에서 반대편 바람과 혼합된 후 바람 흡입구를 통해 다시 블레이드 커버(12) 내부로 유입된다. 순환배출구(125a, 125b)는 블레이드 커버(12)의 안쪽 하부에 설치되어 블레이드 커버(12) 내부의 바람을 바람채널로 빠져나갈 수 있도록 기능할 수 있다.
이와 유사하게, 중앙분리대의 왼쪽 도로상에서 제2 개구부(123b)를 통해 블레이드 커버(12) 내로 유입된 바람은 블레이드(14)에 부딪힌 후 블레이드 커버(12)의 순환배출구(125a)를 통해 반대편 바람채널에서 반대편 바람과 혼합된 후 바람 흡입구를 통해 다시 블레이드 커버(12) 내부로 유입된다.
이와 같이 본 실시예의 블레이드 커버(12)는 제1 가이드(122a), 제2 가이드(122b), 바람 흡입구(124), 제1 순환배출구(125a) 및 제2 순환배출구(125b)를 구비하고, 이러한 구성요소들의 결합관계에 의해 블레이드 커버(12) 내 블레이드(14)의 일측에서 유입되는 바람과 타측에서 유입되는 바람을 바람채널에서 혼합한 후 다시 블레이드 커버(12)의 내부 공간으로 흡입하는 순환 구조를 형성할 수 있다.
전술한 블레이드 커버(12)의 차량 주행풍 유입구의 배치 구조나 그에 따른 바람의 순환 구조는 도로의 중앙분리대를 중심으로 양쪽 도로 중에서 어느 한쪽 도로에서 차량이 지나가든지 해당 차량의 주행풍을 한 곳으로 모아줄 수 있다. 즉, 상기의 배치 또는 순환 구조는 임의의 한쪽 도로상에서 생성된 주행풍은 차량 주행풍 유입구인 제1 및/또는 제2 개구부(123a 및/또는 123b)로 유입되고 바람 흡입구(124)를 통해 흡입되어 1차로 블레이드(14)를 회전시키고, 반대편 주행풍과 더불어 순환 유입되어 블레이드(14)를 회전시킬 수 있다. 상기의 배치 또는 순환 구조에 의하면, 블레이드(14)를 회전시키는 바람을 이중, 삼중으로 재사용하는 터보 기능을 구비할 수 있다.
또한, 블레이드 커버(12)는 하부 바닥면에 배출홀(129)을 구비할 수 있다. 배출홀(129)은 눈, 비, 온도 변화 등으로 블레이드 커버(12) 내에 물이 침투하거나 생성되는 경우 풍력 발전에 영향이 없도록 블레이드 커버(12) 내부의 바닥에 고인 물을 외부로 배출하도록 설치될 수 있으며, 도로 양방향에서 차량이 동시에 진입하는 경우 공기의 일부가 외부로 배출되도록 설치될 수도 있다.
한편, 전술한 실시예에서 가이드(122a, 122b)가 중앙분리대로부터 일정 길이만큼 돌출되어 있는 것처럼 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의상 조금 과장된 도시일 수 있고, 실제로 상대적으로 작은 돌출 길이를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치(100)는 풍력 발전 모듈(16), 태양광 발전 모듈(36), 배터리(40), 컨트롤러(50), 습도센서(60) 및 시선유도등(70)을 포함하고, 컨트롤러(50)는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU, 51), 풍력 충전 모듈(52), 태양광 충전 모듈(53), 습도 센싱 모듈(54), 조명 제어 모듈(55) 및 배터리 관리 장치(Battery Management System, BMS, 56)를 포함할 수 있다.
풍력 발전 모듈(16)은 자체조명 시선유도등 장치(100)의 풍력 발전부에 속하는 일부 구성일 수 있다. 풍력 발전부는 블레이드 커버 및 블레이드를 더 포함할 수 있다. 풍력 발전 모듈(16)은 도로를 주행하는 차량에 의해 유도되고 블레이드 커버 내로 유입되는 바람의 힘(풍력)에 의해 블레이드 커버 내에 설치된 블레이드가 회전될 때, 블레이드의 회전력으로부터 발전기를 작동시켜 전기를 발생시킨다. 풍력 발전 모듈(16)은 차량 통행이 빈번할 때와 야간 및 우천 시에 메인 전원 소스로서 배터리에 전원을 충전하거나 자체조명 시선유도등 장치(100)에 전력을 공급하도록 작동할 수 있다.
태양광 발전 모듈(36)은 자체조명 시선유도등 장치(100)의 태양광 발전부에 속하는 일부 구성일 수 있다. 태양광 발전부는 태양전지를 더 포함할 수 있다. 태양전지는 태양전지 셀이 어레이(array) 형태로 배열되고 태양전지 셀에 접속된 배선을 통해 태양광 발전 모듈(36)에 전기적으로 연결되는 태양전지판을 포함할 수 있다.
상기의 태양광 발전 모듈(36)은 풍력 발전을 보완하도록 동작할 수 있다. 태양광 발전 모듈(36)은 주간에 도로에 차량 통행이 적거나 거의 없을 때 태양광 발전에 의한 전력을 배터리에 저장하거나 자체조명 시선유도등 장치에 공급할 수 있다.
또한, 태양광 발전부는 구현에 따라서 태양전지를 태양의 움직임에 따라 태양전지가 태양을 마주하도록 태양전지판을 회전시키는 자동정렬수단을 더 포함할 수 있다. 자동정렬수단은 모터와 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(50)는 센서의 신호에 따라 태양이 위치하는 방향을 감지하고, 감지된 방향으로 태양전지판을 회전시키기 위해 모터를 제어할 수 있다.
배터리(40)는 풍력 발전 모듈(16)에서 생성되는 전력을 저장하고, 태양광 발전 모듈(36)에서 생성되는 전력을 저장하며, 컨트롤러(50)와 시선유도등(60)에 전력을 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서는 메인 발전을 풍력 발전으로 하고 서브(sub) 발전을 태양광 발전으로 하거나, 메인 발전을 태양광 발전으로 하고 서브(sub) 발전을 풍력 발전으로 하여, 상호 보완을 할 수 있고, 이에 따라 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 배터리(40)는 리튬 이온 전지가 사용될 수 있다.
컨트롤러(50)는 풍력 발전 모듈(16)에서 생산되는 제1 전력과 태양광 발전 모듈(36)에서 생산되는 제2 전력을 관리하여 배터리(40)에 제1 전력과 제2 전력을 순차적으로 또는 동시에 충전할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(50)는 풍력 발전 모듈(16)에 연결되는 풍력 충전 모듈(51), 태양광 발전 모듈(36)에 연결되는 태양광 충전 모듈(53) 및 배터리 관리 장치(BMS, 56)를 포함할 수 있다. 배터리 관리 장치(BMS, 56)는 배터리(40)의 셀들에 대한 전압, 전류, 온도 등을 측정하고, 측정된 배터리 관련 정보를 MCU(51)에 제공할 수 있다.
또한, 컨트롤러(50)는 충방전 알고리즘 및 습도센서(60)의 센싱 데이터에 따라 시선유도등에 의한 조명을 제어할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(50)는 조명 제어 알고리즘을 저장하거나 실시간 획득하여 이용하도록 구현될 수 있다.
습도센서(60)는 도로 주변의 기상 환경을 인지하기 위한 센서의 일종이다. 습도센서(60)는 눈, 비, 안개 등 기상 상황을 인지하고 인지 정보를 컨트롤러(50)에 제공할 수 있다. 물론, 습도센서(60)는 기상 상황에 대한 기설정 인자를 검출하고 검출 신호를 습도 센싱 모듈(54)에 전달하고, 습도 센싱 모듈(54)은 검출 신호에 기초하여 기상 상황을 인지하도록 구현될 수 있다. 습도 센싱 모듈(54)은 아날로그 디지털 컨버터를 포함할 수 있다.
시선유도등(70)은 운전자의 시야를 방해하지 않도록 도로면에 빛을 조사하여 악천후의 기상 상황 및 야간에 도로상의 차량 운전자의 시야를 확보할 수 있도록 설계된다. 시선유도등(70)은 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)로 제조될 수 있다. LED를 이용하면, 컨트롤러(50)는 습도센서(60)의 인지 정보나 검출 신호에 응하여 시선유도등(70)의 조사광 색상을 평상시에는 녹색(green)으로 하고, 우천이나 안개 시에는 황색(amber)으로 변경하여 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 발전 모듈의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
먼저, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 제어 동작을 위한 변수를 설명하면 다음과 같다.
초기 값 설정(set initial value): 컨트롤러를 동작시킬 때 설정해야 할 값
V(S)_gen: 솔라(solar) 판넬에서 발전(generation)하는 현재의 전압(V) 값
V(C)_ref: 솔라 및 풍력으로 발전되는 전압 값 중에서 최소 충전(charge) 기준(reference) 값으로서 충전이 가능한 최소한의 발전 전압(V) 값
V(W)_gen: 풍력(wind) 발전기에서 발전(generation)하는 현재의 전압(V) 값
V(C)_cha: 태양광 발전과 풍력발전이 합해져서 현재 배터리에 충전(charge) 되는 전압(V) 값
V(C)_end: 배터리 충전이 만충전되어 더 이상 충전을 만료(end)해야 할 전압(V) 값
V(B)_ter: 현재 배터리(battery)의 단자(terminal) 전압(V) 값
V(B)_low: 배터리(battery)가 방전이 심화되어 그 이상으로 방전을 수행하면 배터리 손상을 일으키는 낮은(low) 전압(V) 값
H(A)_hyg: 현재 공기(air) 중의 습도(hygrometry) 값
H(A)_ref: 비, 안개, 등의 공기 중 습도 값을 기준으로 조명색을 변경할 수 있는 습도 기준 값, 이 값에 따라 황색(amber) 혹은 녹색(green) 중에 한가지 색만을 조명
V(S)_day: 태양광 판넬이 발전하는 전압 값으로 조도(照度)를 판단하는 전압(V) 값
다음으로 자체조명 시선유도등 장치의 발전 모듈의 제어 과정을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예인 자체조명 시선유도등 장치가 동작하는 경우 먼저, 초기 값을 정의(set initial value)할 수 있다(S51). 그 후, 솔라 판넬에서 발전하는 현재의 전압 값을 충전 가능한 최소한의 전압 값과 비교 판단할 수 있고(S53), 또한, 풍력 발전기에서 발전하는 현재의 전압 값을 충전 가능한 최소한의 전압 값과 비교 판단할 수 있다(S54).
S53에서 비교 판단한 결과, 솔라 판넬에서 발전하는 현재 전압 값이 충전 가능한 최소한의 전압 값보다 크거나 같다면(yes) 충전을 위해 전력을 전달할 수 있고, 작다면(no) 계속하여 비교 판단을 시행할 수 있다(S53).
또한, S54에서 비교 판단한 결과, 풍력 발전기에서 발전하는 현재 전압 값이 충전 가능한 최소한의 전압 값보다 크거나 같다면(yes) 충전을 위해 전력을 전달할 수 있고, 작다면(no) 계속하여 비교 판단을 시행할 수 있다(S54). 여기서, 충전을 위해 전력을 전달하는 경우, 풍력 발전기에서 발생한 전압은 교류이므로, 직류로 변환하는 AC/DC 변환(converting) 작업을 수행하여 전력을 전달할 수 있다(S55).
솔라 판넬 및/또는 풍력 발전기로부터 전달된 전력은 조합되어(S56), 배터리 상태(납, 혹은 리튬 계열)에 따라 충전에 알맞은 형태로 변환하기 위하여 DC/DC 변환(converting) 작업을 수행할 수 있다(S57).
다음, 변환된 전력의 전압 값과 배터리를 충전시키기 위한 전압 값을 비교 판단하여(S58), 변환된 전력의 전압 값이 크거나 같다면(yes) 배터리 충전을 계속하여 수행할 수 있고(S60), 변환된 전력의 전압 값이 작다면(no) 배터리 충전을 종료하고(S59) 초기 상태로 되돌아갈 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체조명 시선유도등 장치의 방전 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 실시예의 시선유도등이 LED 조명 모듈을 가동시킴에 따라 LED 조명전력이 작동(on) 상태이면, 공기 중의 습도가 기준습도(80%) 이상일 경우 조도와 무관하게 황색(amber)의 LED 조명을 작동할 수 있고, 공기 중의 습도가 기준습도 이하일 경우에는 측정된 조도가 낮으면 녹색(green) LED 조명을 작동할 수 있다.
먼저, 상술한 자체조명 시선유도등 장치가 동작하는 경우와 같이 초기 값을 정의(set initial value)할 수 있다(S51). 그 후, 배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교 판단하여(S61), 배터리 단자의 전압이 크거나 같다면(yes) LED 조명의 작동을 위해 공기 중의 습도를 측정(detect hygrometry)할 수 있고(S62), 배터리 단자의 전압이 작다면(no) 배터리 보호를 위하여 LED 조명을 작동시키지 않으며 초기 상태로 되돌아갈 수 있다.
다음, S62에서 측정된 공기 중 습도 값과 조명색을 변경하기 위한 기준 습도 값을 비교 판단한다(S63).
S63에서 비교 판단한 결과, 현재 공기 중 습도 값이 크거나 같다면(yes) 조도와 무관하게 황색(amber)의 조명을 작동(turn on)할 수 있고(S64), 현재 배터리의 단자 전압 값과 방전 수행 시 배터리에 손상을 일으키는 낮은 전압 값을 비교 판단하여(S65), 현재 배터리의 단자 전압 값이 크거나 같다면(yes) 현재 습도를 다시 결정하여(S62) 과정을 반복할 수 있고, 현재 배터리의 단자 전압 값이 작다면(no) 황색 조명의 작동을 중지하며(S66) 초기 상태로 되돌아갈 수 있다.
S63에서 비교 판단한 결과, 현재 공기 중 습도 값이 작다면(no) 태양광 발전 전압에 의해 조도가 높아 낮으로 판단하는 전압 값과 태양광 발전의 현재 전압 값을 비교 판단하여(S67), 태양광 발전의 현재 전압 값이 크거나 같다면(yes) 황색등(amber) 및 녹색등(green)을 모두 작동 중지하며(S68) 초기 상태로 되돌아갈 수 있고, 태양광 발전의 현재 전압 값이 작다면(no) 녹색등을 조명할 수 있다(S69). 여기서, 황색등 및 녹색등을 모두 작동 중지하는(S68) 이유는 이 경우 조도가 높아 낮에 해당할 수 있고, 또한, 공기 중 습도가 기준 습도보다 낮아진 경우에 해당할 수 있기 때문이다.
S69에서 녹색등을 조명한 후, 본 발명에 따른 자체조명 시선유도등은 현재 배터리의 단자 전압 값과 방전 수행 시 배터리에 손상을 일으키는 낮은 전압 값을 비교 판단하며(S70), 현재 배터리의 단자 전압 값이 크거나 같다면(yes) 현재 습도를 다시 결정하여(S62) 과정을 반복할 수 있고, 현재 배터리의 단자 전압 값이 작다면(no) 녹색등을 작동 중지하며(S71) 초기 상태로 되돌아갈 수 있다.
여기서, 조명은 황색(amber) 혹은 녹색(green)의 두 조명 색상을 예시하나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 서로 대비되는 두 가지 이상의 색상을 단독으로 혼합하여 사용할 수 있다.
전술한 실시예에서는 자체조명 시선유도등 장치의 컨트롤러에서 수행되는 제어방법을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지는 않는다. 일례로, 컨트롤러는 외부의 관리자 단말 등에 의해 원격에서 실시간 제어되도록 구성될 수 있고, 그 경우 본 발명의 제어방법은 서버나 관제 센터 측의 관리자 단말에서 실시간 직접 혹은 실시간 동적으로 컨트롤러의 설정을 변경하거나 제어 신호를 통해 풍력 발전 및/또는 전체 시선유도등 장치를 제어하도록 구현될 수 있다.
전술한 컨트롤러(50)는 프로세서 또는 마이크로프로세서와 메모리를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 컨트롤러(50)는 통신부를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 적어도 하나 이상의 중앙 처리 장치를 포함할 수 있고, 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)는 MCU와 주변 장치(외부 확장 장치를 위한 집적회로)가 함께 배치되는 SOC(System On Chip)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 코어는 처리할 명령어를 저장하는 레지스터(register), 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(Arithmetic Logical Unit, ALU), 명령어의 해석과 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어하는 제어부(control unit), 내부 버스 등을 구비할 수 있다.
또한, 프로세서는 하나 이상의 데이터 프로세서, 이미지 프로세서, 또는 코덱(codec)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 데이터 프로세서, 이미지 프로세서 또는 코덱은 별도로 구성될 수도 있다.
또한, 프로세서는 주변장치 인터페이스와 메모리 인터페이스를 구비할 수 있고, 그 경우 주변장치 인터페이스는 프로세서와 입출력 시스템 및 여러 다른 주변 장치를 연결하는데 이용되고, 메모리 인터페이스는 프로세서와 메모리를 연결하는데 이용될 수 있다.
전술한 프로세서는 여러 가지의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 자체조명 시선유도등 장치의 제어방법을 수행하기 위하여 데이터 입력, 데이터 처리 및 데이터 출력을 수행할 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장되어 있는 특정한 프로그램이나 소프트웨어 모듈(명령어 세트)을 실행하여 해당 모듈에 대응하는 특정한 여러 가지의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예에서 컨트롤러(50)의 마이크로 컨트롤 유닛이나 프로세서는 메모리에 저장된 소프트웨어 모듈들을 실행하여 자체조명 시선유도등 장치의 동작을 제어할 수 있다.
메모리는 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치와 같은 고속 랜덤 액세스 메모리 및/또는 비휘발성 메모리, 하나 이상의 광 저장 장치 및/또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 운영체제, 소프트웨어, 프로그램, 명령어 집합 또는 이들의 조합을 저장할 수 있다.
운영 체제는 예컨대 MS WINDOWS, LINUX, 다윈(Darwin), RTXC, UNIX, OS X, iOS, 맥 OS, VxWorks, 구글 OS, 안드로이드(android), 바다(삼성 OS), 플랜 9 등과 같은 내장 운영 체제를 포함할 수 있다. 전술한 운영 체제는 여러 가지의 하드웨어(장치)와 소프트웨어 구성요소(모듈) 사이의 통신을 수행하는 기능도 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
소프트웨어의 구성요소는 운영 체제(operating system) 모듈, 통신 모듈, 그래픽 모듈, 사용자 인터페이스 모듈, MPEG(Moving Picture Experts Group) 모듈, 카메라 모듈, 하나 이상의 애플리케이션 모듈 등을 포함할 수 있다. 모듈은 명령어들의 집합으로서 명령어 세트(instruction set) 또는 프로그램으로 표현될 수 있다.
통신 인터페이스는 사용자 단말이 네트워크를 통해 서버 장치, 파일 서버, 데이터베이스 서버 또는 네트워크상의 다른 장치와 연결될 수 있도록 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원한다. 통신 인터페이스는 하나 이상의 무선 통신 서브시스템을 포함할 수 있다. 무선 통신 서브시스템은 무선 주파수(radio frequency) 수신기 및 송수신기 및/또는 광(예컨대, 적외선) 수신기 또는 송수신기를 포함할 수 있다.
네트워크는 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), LET-A(LET-Advanced), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), WiMax, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Bluetooth 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 자체조명 시선유도등 장치의 제어방법을 구현하는 데에 사용되는 구성요소들은 모듈일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전술한 구성요소들은 이들이 수행하는 일련의 기능을 구현하기 위한 소프트웨어 형태로 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되거나 혹은 캐리어 형태로 원격지에 전송되어 다양한 컴퓨터 장치에서 동작하도록 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독 가능 매체는 네트워크를 통해 연결되는 도로 조명 관리센터의 컴퓨터 장치나 클라우드 시스템에 결합된 매체를 포함할 수 있고, 이러한 매체에는 인터넷이나 클라우드 기반 서버에서 상기의 제어방법을 구현하기 위한 프로그램이나 소스 코드 등을 저장할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하는 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 하드웨어 장치는 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양광 발전 모듈;
    차량 주행풍을 이용하여 전력을 생산하는 풍력 발전 모듈;
    습도를 측정하는 습도센서;
    도로에서 차량이 진행하는 방향으로 광을 비추는 시선유도등; 및
    상기 태양광 발전 모듈 및 상기 습도센서로부터 획득한 데이터를 기반으로 시선유도등을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 풍력 발전 모듈은 도로의 중앙분리대 상에 설치되는 블레이드 커버를 포함하고,
    상기 블레이드 커버는 차량풍에 의해 블레이드가 회전하는 육면체의 공간, 상기 육면체의 공간 내부의 물 또는 공기를 배출하는 배수홀 및 상기 육면체의 공간 내부에서 차량풍이 유입되는 영역으로 차량의 진행 방향을 따라 경사져 형성되는 순환배출구를 포함하는, 자체조명 시선유도등 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드 커버는,
    상기 블레이드 커버의 본체에 부착된 제1 측 및 차량풍이 유입되는 제2 측을 가지며, 차량풍의 유입에 따라 제1 측에서부터 제2 측으로 단면적이 증가되도록 배치한 가이드;
    상기 가이드의 제2 측 가장자리의 제1 개구부에서 유입되는 제1 공기를 상기 가이드의 제1 측 가장자리의 제1 바람 흡입구로 전달하는 제1 차량 주행풍 유입구; 및
    상기 제1 차량 주행풍 유입구와 회전 대칭하도록 배열되는 제2 차량 주행풍 유입구를 포함하고,
    상기 순환배출구는,
    상기 제1 차량 주행풍 유입구를 통해 상기 제1 바람 흡입구로 유입되는 제1 공기가 상기 블레이드를 회전시키고 상기 제2 차량 주행풍 유입구로 유입되는 제2 공기와 합쳐지도록 상기 제2 차량 주행풍 유입구의 제2 개구부와 반대 방향으로 열려 있는, 자체조명 시선유도등 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 차량 주행풍 유입구의 가이드 외표면 상부측에 배치되는 방향 유도 반사시트를 더 포함하며,
    상기 시선유도등은 상기 차량 주행풍 유입구의 가이드 외표면 하부측에 배치되는, 자체조명 시선유도등 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양광 발전 모듈은,
    광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지가 배치되는 태양전지판; 및
    상기 태양전지판을 태양의 움직임에 따라 태양에 마주하도록 회전시키는 자동정렬수단을 포함하는, 자체조명 시선유도등 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 태양광 발전 모듈로부터 생산된 전력을 충전하는 태양광 충전 모듈;
    상기 풍력 발전 모듈로부터 생산된 전력을 충전하는 풍력 충전 모듈;
    상기 습도 센서로부터 획득한 데이터로 습도를 결정하는 습도 센싱 모듈;
    시선유도등을 제어하는 조명 제어 모듈;
    배터리를 관리하는 배터리 관리 장치(Battery Management System, BMS); 및
    상기 태양광 충전 모듈, 상기 습도 센싱 모듈 및 상기 BMS로부터 획득한 데이터를 기반으로 주변 환경을 파악하여 조명 제어 모듈을 제어하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)을 포함하는, 자체조명 시선유도등 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 습도 센싱 모듈에 의해 획득한 습도 데이터에 따라 시선유도등의 색상을 변경하거나 점멸 주기를 변경하는, 자체조명 시선유도등 장치.
  8. 풍력 발전 모듈 또는 태양광 발전 모듈에 의해 생산된 전력으로 배터리를 충전하는 단계; 및
    상기 배터리를 전력원으로 조도(照度) 및 습도에 따라 시선유도등을 작동하는 단계를 포함하고,
    상기 풍력 발전 모듈은 차량풍에 의해 블레이드가 회전하는 육면체의 공간, 상기 육면체의 공간 내부의 물 또는 공기를 배출하는 배수홀 및 상기 육면체의 공간 내부에서 차량풍이 유입되는 영역으로 차량의 진행 방향을 따라 경사져 형성되는 순환배출구를 포함하는 블레이드 커버를 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리를 충전하는 단계는,
    풍력 발전 모듈에서 생산되는 전력의 전압 값과 발전을 위한 최소 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 충전을 위해 생산된 전력의 전달 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 생산된 전력을 전달하는 경우,
    상기 생산된 전력에 AC/DC 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리를 충전하는 단계는,
    태양광 발전 모듈에서 생산되는 전력의 전압 값과 발전을 위한 최소 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 충전을 위해 생산된 전력의 전달 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리를 충전하는 단계는,
    생산된 전력의 전압 값과 배터리 충전을 위한 전압 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 충전의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 생산된 전력의 전압 값과 배터리 충전을 위한 전압 값을 비교하기 전에, 생산된 전력에 DC/DC 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 시선유도등을 작동하는 단계는,
    배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 조명의 작동을 결정하는 단계를 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 조명이 작동하는 경우,
    습도 센서에 의해 습도를 측정하는 단계; 및
    측정된 습도와 기준 습도를 비교하고, 비교 결과에 따라 태양광 발전 모듈로부터 획득한 데이터를 기반으로 조도(照度)를 측정하는 단계를 더 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 조도를 측정하는 경우,
    측정한 조도에 따라 다른 색 조명의 작동을 결정하는 단계를 더 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 다른 색 조명의 작동 중지를 결정하는 단계를 더 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 조도를 측정하지 않는 경우,
    배터리 단자의 전압과 방전 시 배터리 손상을 일으키는 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 조명의 작동 중지를 결정하는 단계를 더 포함하는, 자체조명 시선유도등의 제어방법.
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KR102125838B1 (ko) * 2019-10-01 2020-06-24 주식회사 청명종합엔지니어링 도로 시스템
KR102125858B1 (ko) * 2019-10-01 2020-06-24 주식회사 청명종합엔지니어링 도로 시스템
KR102125849B1 (ko) * 2019-10-01 2020-06-24 주식회사 청명종합엔지니어링 도로 시스템

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102121981B1 (ko) 2019-05-31 2020-06-12 주식회사 제우기술 발전 장치
KR102125838B1 (ko) * 2019-10-01 2020-06-24 주식회사 청명종합엔지니어링 도로 시스템
KR102125858B1 (ko) * 2019-10-01 2020-06-24 주식회사 청명종합엔지니어링 도로 시스템
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