KR101851763B1

KR101851763B1 - 태양광과 풍력을 이용한 중계기

Info

Publication number: KR101851763B1
Application number: KR1020170173895A
Authority: KR
Inventors: 김창범
Original assignee: (주)아성정보
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-04-24

Abstract

본 발명은 전기사용량을 줄일 수 있으면서, 정전 등의 비상상황에 대비할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광과 풍력을 이용한 중계기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기는 상기 지주(1)의 중간부에 구비된 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30)와, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에 연결되어 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력된 전기를 저장하는 충전지(40)가 더 구비되어, 상기 중계기가 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력되는 전기 또는 상기 충전지(40)에 저장된 전기를 전원으로 작동된다.
따라서, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 발전이 이루어지지 않는 경우에만 한정적으로 상기 전원선(4)을 통해 공급되는 상용전원을 사용함으로, 상기 전원선(4)을 통해 공급되는 상용전원의 사용을 최소화할 수 있으며, 정전이 발생될 경우에는, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 발전되는 전기와 상기 충전지(40)에 충전된 전기를 이용하여 중계기와 제어수단(60)이 작동됨으로, 중계기가 정지될 가능성을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

태양광과 풍력을 이용한 중계기{repeater}

본 발명은 전기사용량을 줄일 수 있으면서, 정전 등의 비상상황에 대비할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광과 풍력을 이용한 중계기에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰이나 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터 등의 전파를 중계하는데 사용되는 중계기는 용도나 출력에 따라 다양한 형태로 제작되어 사용되고 있다.

도 1은 이러한 중계기 중에서 실외에 설치되는 중계기의 일예를 도시한 것으로, 상하방향으로 연장된 바형상으로 구성되어 하단이 지면에 매립고정되는 지주(1)와, 상기 지주(1)의 상단 둘레부에 구비된 안테나(2)와, 상기 안테나(2)에 연결된 중계유닛(3)으로 구성된다.

이때, 상기 중계유닛(3)에는 상용전원이 인가된 전원선(4)이 연결되어, 중계유닛(3)에 지속적으로 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.

그런데, 이러한 중계기는 정지되는 시간 없이 지속적으로 작동됨으로, 전기를 많이 소비하는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 중기계는 어떠한 상황에서도 지속적으로 작동되어야 한다.

그러나, 상기 중계유닛(3)은 상용전원을 이용하여 작동됨으로, 정전이 발생될 경우 작동이 중지되는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 중기계에 충전지를 구비되어, 정전이 발생될 경우, 충전지에 저장된 전기를 이용하여 중계유닛(3)이 작동되도록 하고 있다.

그러나, 이러한 충전지는 용량에 한계가 있어서, 정전시간이 길어질 경우, 중계유닛(3)의 작동이 정지되는 문제점이 발생되었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.

등록특허 10-0489244호,

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기사용량을 줄일 수 있으면서, 정전 등의 비상상황에 대비할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광과 풍력을 이용한 중계기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상하방향으로 연장된 바형상으로 구성되어 하단이 지면에 매립고정되는 지주(1)와, 상기 지주(1)의 상단 둘레부에 구비된 안테나(2)와, 상기 안테나(2)에 연결된 중계유닛(3)을 포함하고, 상기 중계유닛(3)에는 상용전원이 인가된 전원선(4)이 연결된 중계기에 있어서, 상기 지주(1)의 중간부에 구비된 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30)와, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에 연결되어 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력된 전기를 저장하는 충전지(40)를 더 포함하여, 상기 중계기가 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력되는 전기 또는 상기 충전지(40)에 저장된 전기를 전원으로 작동되는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 중계기가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 지지대(10)는 상기 지주(1)에 측방향으로 회전가능하게 결합되고, 상기 지지대(10)에 연결되어 지지대(10)를 측방향으로 회전시키는 회동구동수단(50)과, 상기 회동구동수단(50)에 연결되어 미리 입력된 타임테이블에 따라 상기 회동구동수단(50)을 구동시켜 지지대(10)를 측방향으로 회동시킴으로써 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 하는 제어수단(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 중계기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 지지대(10)는 측방향으로 연장되도록 구성되어 중간부가 상기 지주(1)에 측방향으로 회전가능하게 결합되며, 상기 풍력발전기(30)와 태양광발전기(20)는 상기 지지대(10)의 양단에 구비되고, 상기 태양광발전기(20)는 상기 지지대(10)의 상면에 구비된 지지브라켓(21)과, 상기 지지브라켓(21)에 상면이 전방으로 하향경사지도록 구비된 태양광패널(22)을 포함하며, 상기 지지대(10)에 구비되어 상기 태양광발전기(20)에 조사되는 빛의 밝기를 측정하는 광도센서(71)와, 상기 지지대(10)에 구비되어 지지대(10)의 둘레부에 불어오는 바람의 속도와 방향을 측정하는 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73)과, 상기 지지대(10)에 상기 태양광발전기(20)의 후측을 가리도록 구비된 방풍판(23)을 더 포함하고, 상기 제어수단(60)은 상기 광도센서(71)와 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73)의 신호를 수신하여, 상기 광도센서(71)에 측정된 밝기가 미리 입력된 기준밝기 이상일 경우, 미리 입력된 타임테이블에 따라 상기 회동구동수단(50)을 제어하여 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절하고, 상기 광도센서(71)에 의해 측정된 밝기가 미리 입력된 기준밝기 이하로 저하되거나 상기 풍속측정수단(72)에 의해 측정된 바람의 속도가 미리 설정된 기준풍속 이상으로 상승되면, 상기 회동구동수단(50)을 제어하여 상기 방풍판(23)의 후측면이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 중계기가 제공된다.

본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기는 상기 지주(1)의 중간부에 구비된 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30)와, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에 연결되어 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력된 전기를 저장하는 충전지(40)가 더 구비되어, 상기 중계기가 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력되는 전기 또는 상기 충전지(40)에 저장된 전기를 전원으로 작동된다.

따라서, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 발전이 이루어지지 않는 경우에만 한정적으로 상기 전원선(4)을 통해 공급되는 상용전원을 사용함으로, 상기 전원선(4)을 통해 공급되는 상용전원의 사용을 최소화할 수 있으며, 정전이 발생될 경우에는, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 발전되는 전기와 상기 충전지(40)에 충전된 전기를 이용하여 중계기와 제어수단(60)이 작동됨으로, 중계기가 정지될 가능성을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 중계기를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기를 도시한 정면도,
도 3은 도 2의 A-A선 단면을 도시한 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기의 회로구성도,
도 6은 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기의 제2 실시예를 도시한 정면도,
도 7은 도 6의 B-B선 단면을 도시한 측단면도,
도 8은 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기의 제2 실시예를 도시한 평단면도,
도 9는 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기의 제2 실시예를 도시한 회로구성도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기의 제2 실시예의 작용을 도시한 참고도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 태양광과 풍력을 이용한 중계기를 도시한 것으로, 상하방향으로 연장된 바형상으로 구성되어 하단이 지면에 매립고정되는 지주(1)와, 상기 지주(1)의 상단 둘레부에 구비된 안테나(2)와, 상기 안테나(2)에 연결된 중계유닛(3)이 구비되고, 상기 중계유닛(3)에는 상용전원이 인가된 전원선(4)이 연결된 것은 종래의 중계기와 동일하다.

그리고, 본 발명에 따르면, 상기 지주(1)의 중간부에 구비된 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30)와, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에 연결되어 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력된 전기를 저장하는 충전지(40)와, 상기 지지대(10)에 연결되어 지지대(10)를 측방향으로 회전시키는 회동구동수단(50)과, 상기 회동구동수단(50)에 연결되어 회동구동수단(50)의 작동을 제어하는 제어수단(60)이 더 구비된다.

이를 자세히 설명하면, 상기 지지대(10)는 측방향으로 연장된 직사각형의 판형상으로 구성된 것으로, 중간부에 관통공(11)이 형성되고, 상기 관통공(11)에는 상기 지주(1)의 외측에 회전가능하게 결합되는 지지관체(12)가 구비되어, 상기 지지관체(12)에 의해 상기 지주(10)의 외측에 회전가능하게 결합된다.

상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)는 상기 지지대(10)의 양단 상면에 각각 구비된다.

이때, 상기 태양광발전기(20)는 상기 지지대(10)의 상면에 구비된 지지브라켓(21)과, 상기 지지브라켓(21)에 구비된 태양광패널(22)로 구성된다.

상기 태양광패널(22)은 도 3에 도시한 바와 같이, 상면이 태양을 향하도록 전방으로 하향경사지게 배치되어, 태양광이 조사되면 발전을 하여 전기를 출력하도록 구성된다.

그리고, 상기 풍력발전기(30)는 바람이 불면 회전되는 바람개비(31)와, 상기 바람개비(31)에 연결된 발전기본체(32)로 구성되어, 바람이 불어오면 상기 바람개비(31)가 회전되는 힘을 이용하여 발전을 하여 전기를 출력하도록 구성된다.

상기 충전지(40)는 상기 풍력발전기(30)와 태양광발전기(20)에 연결되어 상기 풍력발전기(30)와 태양광발전기(20)에서 출력된 전기를 저장하고, 상기 중계유닛(3)과 제어수단(60)에 전원을 공급하는 기능을 한다.

상기 회동구동수단(50)은 상기 지지관체(12)의 하단에 구비된 피동기어(51)와, 상기 지주(1)에 구비되며 구동축에는 상기 피동기어(51)에 치합되는 구동기어(52a)가 구비된 구동모터(52)로 구성되어, 상기 구동모터(52)를 구동시키면 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 지지대(10)가 측방향으로 회전되도록 구성된다.

상기 제어수단(60)은 시간에 따른 태양의 위치가 저장된 타임테이블이 입력된 것으로, 상기 타임테이블에 따라, 상기 회동구동수단(50)의 작동을 제어하여 상기 지지대(10)를 측방향으로 회동시킴으로써, 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20)가 항상 태양을 향하도록 방향조절한다.

이와 같이 구성된 태양광과 풍력을 이용한 중계기는 상기 지주(1)의 중간부에 구비된 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30)와, 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에 연결되어 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력된 전기를 저장하는 충전지(40)가 더 구비되어, 상기 중계기가 상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력되는 전기 또는 상기 충전지(40)에 저장된 전기를 전원으로 작동된다.

또한, 상기 지지대(10)는 상기 지주(1)에 측방향으로 회전가능하게 결합되고, 상기 지지대(10)에 연결되어 지지대(10)를 측방향으로 회전시키는 회동구동수단(50)과, 상기 회동구동수단(50)에 연결되어 미리 입력된 타임테이블에 따라 상기 회동구동수단(50)을 구동시켜 지지대(10)를 측방향으로 회동시킴으로써 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 하는 제어수단(60)이 구비되어, 상기 제어수단(60)과 회동구동수단(50)에 의해, 상기 태양광발전기(20)가 항상 태양을 향하도록 지지대(10)의 방향이 조절됨으로, 태양광발전기(20)의 발전효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 6 내지 도 11은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 지지대(10)에 구비되어 상기 태양광발전기(20)에 조사되는 빛의 밝기를 측정하는 광도센서(71)와, 상기 지지대(10)에 구비되어 지지대(10)의 둘레부에 불어오는 바람의 속도와 방향을 측정하는 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73)과, 상기 지지대(10)에 상기 태양광발전기(20)의 후측을 가리도록 구비된 방풍판(23)이 더 구비된다.

상기 광도센서(71)와 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73)은 다양한 종류이 것이 개발되어 사용되고 있음으로, 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.

상기 방풍판(23)은 상기 태양광발전기(20)의 후측에 위치되도록 상기 지지대(10)의 상면에서 상측으로 연장된 금속판을 이용한다.

이때, 상기 제어수단(60)은 상기 광도센서(71)와 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73)의 신호를 수신하여, 상기 회동구동수단(50)의 작동을 제어함으로써, 상기 지지대(10)와, 지지대(10)에 구비된 풍력발전기(30)와 태양광발전기(20)의 방향을 조절하도록 구성된다.

즉, 상기 광도센서(71)에 측정된 밝기가 미리 입력된 기준밝기 이상일 경우, 상기 제어수단(60)은, 전술한 제1 실시예와 동일하게, 미리 입력된 타임테이블에 따라 상기 회동구동수단(50)을 제어하여 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절한다.

반대로, 상기 광도센서(71)에 의해 측정된 밝기가 미리 입력된 기준밝기 이하로 저하되거나, 상기 풍속측정수단(72)에 의해 측정된 바람의 속도가 미리 설정된 기준풍속 이상으로 상승되면, 상기 제어수단(60)은 상기 회동구동수단(50)을 제어하여 상기 방풍판(23)의 후측면이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절한다.

즉, 주변의 밝기가 충분히 밝아서 태양광발전기(20)를 이용하여 발전을 할 수 있을 때는, 상기 제어수단(60)은 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 지지대(10)의 방향을 방향조절하여, 태양광발전기(20)의 발전효율이 향상되도록 한다.

물론, 이때, 바람이 불어올 경우, 풍력발전기(30)가 작동되어, 태양광발전기(20)와 함께 발전을 하게 된다.

반대로, 구름이 끼거나 비 또는 눈이 올 경우, 또는 해가 져서 태양광발전기(20)가 발전을 하지 못할 정도로 어두워지면, 상기 제어수단(60)은 이를 감지하여, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 방풍판(23)의 후측면이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절한다.

이와 같이, 지지대(10)의 방향이 조절되면, 상기 풍력발전기(30)가 바람이 불어오는 방향에 대해 상기 지지대(10)의 측방향에 위치됨으로, 바람이 지지대(10)에 의해 가려져 풍력발전기(30)가 효과적으로 구동되지 못하게 되는 것을 방지함으로써, 풍력발전기(30)의 효율이 극대화되도록 한다.

또한, 상기 풍속측정수단(72)에 의해 측정된 바람의 속도가 미리 설정된 기준풍속 이상으로 상승된 것이 감지되면, 상기 제어수단(60)은 상기 광도센서(71)에 의해 측정되는 주변의 밝기와 관계없이, 전술한 바와 같이, 상기 방풍판(23)의 후측면이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절함으로써, 바람이 방풍판(23)에 충돌하여 바람에 의해 태양광발전기(20)가 손상되는 것을 방지한다.

즉, 상기 태양광발전기(20)는 태양광패널(22)이 상면이 태양을 향하도록 전방으로 하향경사지게 배치됨으로, 강한 바람이 불어올 경우, 태양광패널(22)이 바람의 압력에 의해 손상될 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같이, 방풍판(23)의 후측면이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 하면, 도 10 및 도 11에 화살표로 도시한 바와 같이, 바람이 방풍판(23)에 막혀서 바람에 의해 태양광패널(22)이 손상되는 것을 방지한다.

따라서, 주변의 밝기와, 바람의 속도 또는 방향에 따라 상기 지지대(10)의 방향을 조절함으로써, 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)의 효율이 극대화되도록 할 수 있을 뿐 아니라, 강한 바람이 불어올 경우, 바람에 의해 태양광패널(22)이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

10. 지지대 20. 태양광발전기
30. 풍력발전기 40. 충전지
50. 회동구동수단 60. 제어수단
71. 광도센서 72. 풍속측정수단
73. 풍향측정수단

Claims

상하방향으로 연장된 바형상으로 구성되어 하단이 지면에 매립고정되는 지주(1);
상기 지주(1)의 상단 둘레부에 구비된 안테나(2);
상기 안테나(2)에 연결된 중계유닛(3);
상기 중계유닛(3)에 연결되어 상용전원이 인가되는 전원선(4);
상기 지주(1)의 중간부에 구비되며, 측방향으로 연장된 직사각형 판 형상으로 구성되고, 중간부에 관통공(11)이 형성되며, 상기 관통공(11)에는 상기 지주(1)의 외측에 회전가능하게 결합되는 지지관체(12)가 구비되어 상기 지지관체(12)에 의해 상기 지주(1)에 측방향으로 회전가능하게 결합된 지지대(10);
상기 지지대(10)의 양단에 구비된 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30);
상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에 연결되어 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력된 전기를 저장하는 충전지(40);
상기 지지대(10)에 연결되어 상기 태양광발전기(20) 및 풍력발전기(30)가 구비된 상기 지지대(10)를 측방향으로 회전시키며, 상기 지지관체(12)의 하단에 구비된 피동기어(51)와, 상기 지주(1)에 구비되며 구동축에 상기 피동기어(51)에 치합되는 구동기어(52a)가 구비된 구동모터(52)로 구성되는 회동구동수단(50);
상기 회동구동수단(50)에 연결되어 미리 입력된 타임테이블에 따라 상기 회동구동수단(50)을 구동시켜 지지대(10)를 측방향으로 회동시킴으로써 상기 지지대(10)에 구비된 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 하는 제어수단(60);
상기 지지대(10)에 구비되며, 상기 태양광발전기(20)에 조사되는 빛의 밝기를 측정하는 광도센서(71)와 상기 지지대(10)의 둘레부에 불어오는 바람의 속도와 방향을 측정하는 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73); 및
상기 지지대(10)에 상기 태양광발전기(20)의 후측을 가리도록 구비된 방풍판(23); 을 포함하며,
상기 태양광발전기(20)는, 상기 지지대(10)의 상면에 구비된 지지브라켓(21)과 상기 지지브라켓(21)에 상면이 전방으로 하향 경사지도록 구비된 태양광패널(22)을 포함하고,
상기 제어수단(60)은, 상기 광도센서(71)와 풍속측정수단(72) 및 풍향측정수단(73)의 신호를 수신하여, 상기 광도센서(71)에 측정된 밝기가 미리 입력된 기준밝기 이상일 경우, 미리 입력된 타임테이블에 따라 상기 회동구동수단(50)을 제어하여 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절하고, 상기 광도센서(71)에 의해 측정된 밝기가 미리 입력된 기준밝기 이하로 저하되거나 상기 풍속측정수단(72)에 의해 측정된 바람의 속도가 미리 설정된 기준풍속 이상으로 상승되면, 상기 회동구동수단(50)을 제어하여 상기 방풍판(23)의 후측면이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 상기 지지대(10)의 방향을 조절하며,
상기 태양광발전기(20)와 풍력발전기(30)에서 출력되는 전기 및 상기 충전지(40)에 저장된 전기 중 어느 하나를 전원으로 작동되는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 중계기.
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