KR101859048B1 - 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법을 개시한다. 즉, 본 발명은 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우에는 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공하고, 상기 특정 조건 이외의 경우에는 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공함으로써, 통신용으로 사용되는 광케이블의 활용 영역을 확장할 수 있다.

Description

광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법{Lighting system using optical cable and optical amplification electric bulb and control method thereof}
본 발명은 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우에는 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공하고, 상기 특정 조건 이외의 경우에는 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
대규모 건축물이나 지하시설물 등에는 자연광인 태양광선의 접근이 불가능하여 인위적인 조명시설에 의존하고 있다. 그러나 인위적인 조명은 자연 백색광인 태양광선과는 달리 조명시설에 따라 색감이 다르게 나타나게 된다.
이와 같은 인공적인 조명은 별도의 에너지를 소비하는 것이므로 자원낭비 요인도 된다. 따라서 에너지 절약과 자연광의 특성을 지하공간이나 대형 건축물 내부까지 전달하기 위해서는 태양광을 모아 전달하는 태양광집광, 전송시스템이 요구된다.
또한, 이러한 태양광을 이용하는 경우, 태양은 매시간 경과에 따른 지구 자전에 의해 위치가 가변적이므로 일정한 양의 태양광을 제공하기 어려운 점이 있다.
한국공개특허 제10-2009-0072427호 [명칭: 전방집광형 조명용 태양광 집속장치]
본 발명의 목적은 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우, 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 특정 조건 이외의 경우, 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법은 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법에 있어서, 집광부를 통해, 태양으로부터 방사되는 태양광을 집광하는 단계; 태양 전지 모듈을 통해, 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산하는 단계; 배터리부를 통해, 상기 태양 전지 모듈을 통해 생산된 DC 전력을 충전하는 단계; 광원 발생부를 통해, 상기 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생하는 단계; 스위치부를 통해, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부 및 미리 설정된 시간대인지 여부를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 상기 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 클 때, 상기 스위치부를 통해, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광을 광케이블을 통해 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하는 단계; 및 상기 하나 이상의 광증폭전구로 구성된 전등을 통해, 상기 광케이블을 통해 제공되는 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당할 때, 상기 스위치부를 통해, 상기 광원 발생부로부터 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하는 단계; 및 상기 하나 이상의 광증폭전구로 구성된 전등을 통해, 상기 광케이블을 통해 제공되는 광원을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계는, 외부로의 확산이 용이하도록 상기 태양광을 오목렌즈를 통해 산란시켜 출력하는 과정; 및 상기 태양광을 1차로 오목렌즈를 통해 산란시키고, 상기 산란된 태양광을 2차로 볼록렌즈를 통해 집광하고, 상기 집광된 태양광을 3차로 첨가제가 형성된 층을 통과시켜 증폭하여 출력하는 과정 중 어느 하나의 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템은 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템에 있어서, 태양으로부터 방사되는 태양광을 집광하는 집광부; 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산하는 태양 전지 모듈; 상기 태양 전지 모듈을 통해 생산된 DC 전력을 충전하는 배터리부; 상기 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생하는 광원 발생부; 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부 및 미리 설정된 시간대인지 여부를 확인하며, 상기 확인 결과, 상기 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 클 때, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광을 광케이블에 제공하는 스위치부; 상기 스위치부로부터 제공되는 태양광을 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하는 상기 광케이블; 및 상기 광케이블을 통해 제공되는 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 상기 하나 이상의 광증폭전구를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 스위치부는, 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당할 때, 상기 광원 발생부로부터 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 각 사용처에 구비된 상기 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하며, 상기 하나 이상의 광증폭전구는, 상기 광케이블을 통해 제공되는 광원을 증폭하거나 산란시켜 출력할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 광증폭전구는, 외부로의 확산이 용이하도록 상기 태양광을 오목렌즈를 통해 산란시켜 출력할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서 상기 광증폭전구는, 상기 태양광을 1차로 산란시키는 오목렌즈; 상기 산란된 태양광을 2차로 집광하는 볼록렌즈; 및 상기 집광된 태양광을 3차로 증폭하여 출력하는 첨가제로 구성할 수 있다.
본 발명은 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우, 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공함으로써, 통신용으로 사용되는 광케이블의 활용 영역을 확장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 특정 조건 이외의 경우, 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공함으로써, 태양광의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조명 시스템의 예를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광케이블의 예를 나타낸 도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광증폭전구의 구조를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템(10)은 집광부(100), 태양 전지 모듈(200), 배터리부(300), 광원 발생부(400), 스위치부(500), 광케이블(600), 광 분배기(700), 광증폭전구(800) 및 전등(900)으로 구성된다. 도 1에 도시된 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템(10)이 구현될 수도 있다.
상기 집광부(100)는 태양으로부터 방사되는 태양광을 집광한다. 이때, 상기 집광부(100)는 상기 태양광을 최대로 집광하기 위해서, 상기 태양광의 입사각에 미리 설정된 각도로 대향하도록 태양의 이동에 따라 실시간으로 이동할 수 있다(또는 움직일 수 있다).
또한, 상기 집광부(100)는 본체(미도시)와, 상기 본체의 일부에 형성되며 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 수집하기 위한 수집 모듈(미도시)과, 상기 본체의 일부에 형성되며 상기 수집부를 통해 수집되는 태양광을 집광하는 집광 모듈(미도시)과, 상기 본체의 일부에 형성되며 상기 본체를 움직이기 위한(또는 상기 본체의 기울어짐을 제어/조정하기 위한) 모터(미도시) 등으로 구성할 수 있다.
상기 태양 전지 모듈(200)은 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산(또는 발전/발생)한다. 이때, 상기 태양 전지 모듈(200)은 미리 공지된 다양한 방법에 의해서 상기 태양광을 근거로 DC 전력을 생산할 수 있다.
또한, 상기 태양 전지 모듈(200)은 상기 생산된(또는 발전된/발생된) DC 전력을 상기 배터리부(300)에 충전(또는 저장)한다.
상기 배터리부(또는 충전부)(300)는 단일 장치로 구성하거나 또는, 복수의 배터리가 하나의 팩(배터리 팩)을 형성한다.
또한, 상기 배터리부(300)는 복수의 배터리가 구비된 경우, 상기 복수의 배터리들이 서로 직렬로 연결되며, 상기 복수의 배터리 사이에는 하나 이상의 안전 스위치가 포함될 수 있다.
또한, 상기 배터리부(300)는 상기 태양 전지 모듈(200)에 의해 생산된(또는 발전된/발생된) DC 전력을 충전(또는 저장)한다.
또한, 상기 배터리부(300)는 상기 충전된(또는 저장된) DC 전력을 상기 광원 발생부(400)에 제공한다.
상기 광원 발생부(400)는 상기 배터리부(300)에 충전된(또는 저장된) DC 전력을 근거로 광원을 발생(또는 생성)시킨다.
또한, 상기 광원 발생부(400)는 상기 발생된(또는 생성된) 광원을 상기 스위치부(500)에 제공한다.
즉, 상기 스위치부(500)에서의 확인 결과(또는 판단 결과), 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당하는 경우, 상기 광원 발생부(400)는 상기 발생된(또는 생성된) 광원을 상기 스위치부(500)에 제공하여, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블(600) 및/또는 상기 광 분배기(700)를 통해 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구(800)(또는 적어도 하나의 광증폭전구(800)로 구성되는 전등(900))에 각각 제공한다.
상기 스위치부(500)는 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부 및 미리 설정된 시간대인지 여부를 확인(또는 판단)한다. 여기서, 상기 미리 설정된 시간대는 상기 집광부(100)를 통해 집광되는 태양광의 세기가 직접 광케이블(600)을 통해 광증폭전구(800)로 제공될 수 있는 수준에 대응하는 시간대일 수 있으며, 여름철/겨울철/봄 또는 가을 등의 계절에 따라 상이하게 설정할 수 있다.
즉, 상기 스위치부(500)는 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과(또는 상기 판단 결과), 상기 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 스위치부(500)는 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광을 상기 광케이블(600)을 통해 각 사용처에 구비된 광증폭전구(800)에 제공한다.
또한, 상기 확인 결과(또는 상기 판단 결과), 상기 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰 상태가 아닌 경우, 상기 스위치부(500)는 상기 배터리부(300)에 충전된 DC 전력을 근거로 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 상기 광케이블(600)을 통해 각 사용처에 구비된 광증폭전구(800)에 제공한다.
즉, 상기 확인 결과(또는 상기 판단 결과), 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당하는 경우, 상기 스위치부(500)는 상기 배터리부(300)에 충전된 DC 전력을 근거로 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 상기 광케이블(600)을 통해 각 사용처에 구비된 광증폭전구(800)에 제공한다.
상기 광케이블(또는 광 섬유)(600)은 통신용 이외에 조명용으로 기능을 수행한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광케이블(500)은 서로 다른 용도에 따라 서로 다른 직경의 복수의 코어로 구성할 수 있다. 이때, 현재 시공된 통신용 광케이블(500)이 조명용으로 부적합할 경우, 향후 시공되는 건물의 광케이블(500)은 조명에 적합한 광 코어를 추가하여 시공함으로써 적은 추가 비용으로 조명용 기능을 제공할 수 있다.
또한, 상기 광케이블(600)은 상기 스위치부(500)와 광증폭전구(800)까지 연장 형성한다. 이때, 상기 스위치부(500)와 상기 광증폭전구(800) 사이에는 하나 이상의 상기 광 분배기(700)가 형성(또는 설치/배치)될 수 있다.
상기 광 분배기(또는 광 스플리터)(700)는 상기 스위치부(500)와 광증폭전구(800)를 연결하는 상기 광케이블(600)의 중간에 추가(또는 삽입)한다.
또한, 상기 광 분배기(700)는 일단의 광케이블(600)로부터 제공되는 태양광 또는 광원을 복수로 분배(또는 분할)하여, 타단의 복수의(또는 하나 이상의) 광케이블(600)을 통해 출력(또는 제공)한다.
예를 들어, 특정 아파트에 구비된 상기 광 분배기(700)는 상기 스위치부(500)에서 상기 광케이블(600)을 통해 제공되는 태양광 또는 광원을 상기 특정 아파트에 포함된 복수의 개별 호수(예를 들어 10개 호수)로 분배하여 제공하기 위해서 상기 복수의 개별 호수만큼 상기 광케이블(600)을 통해 제공되는 태양광 또는 광원을 분배하고, 상기 분배된 태양광 또는 광원을 복수의 다른 광케이블(600)을 통해 각각 개별 호수로 제공한다. 또한, 상기 복수의 다른 광케이블(600)을 통해 제공되는 상기 분배된 태양광 또는 광원 각각은 다시 해당 개별 호수에 포함된 복수의 광증폭전구(800)(또는 적어도 하나의 광증폭전구(800)를 포함하는 전등(900))로 제공되기 위해서 상기 다른 광 케이블(600)의 타단에 설치되는 다른 광 분배기(700)를 통해 재분배될 수 있다.
상기 광증폭전구(800)는 하나 이상의 광케이블(600) 및 상기 광 분배기(700)를 거쳐 상기 집광부(100)에서 집광된 태양광 또는 상기 광원 발생부(400)에서 발생된 광원을 출력(또는 방사)한다.
즉, 상기 광증폭전구(800)는 상기 광케이블(600)(또는 상기 광증폭전구(800)의 일단에 연결된 상기 광 분배기(700)/상기 광케이블(600))로부터 제공되는 태양광(또는 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광) 또는 광원(또는 상기 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원)을 증폭하거나 산란시켜 출력(또는 방사)한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광증폭전구(800)는 상기 태양광 또는 상기 광원이 외부로 잘 확산되도록 오목렌즈(810)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 상기 도 4에 도시된 광 커넥터는 상기 광 케이블(600)과 상기 광증폭전구(800)를 연결하기 소자일 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광증폭전구(800)는 상기 태양광 또는 상기 광원을 증폭하여 외부로 출력하기 위해서 오목렌즈(810), 볼록렌즈(820) 및 첨가제(830)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 상기 첨가제는 상기 태양광/광원을 증폭할 수 있는(또는 열을 낼 수 있는) 다양한 종류의 가스나 첨가제일 수 있다.
즉, 상기 광증폭전구(800)는 상기 태양광 또는 상기 광원을 증폭하여 외부로 출력하기 위해서 1차로 오목렌즈(810)를 통해 상기 태양광 또는 상기 광원을 산란시키고, 상기 산란된 태양광/광원을 2차로 볼록렌즈(820)를 통해 집광하고, 상기 집광된 태양광/광원을 3차로 첨가제(830)가 형성된 층을 통과시켜 증폭하여 외부로 출력한다.
이와 같이, 본 발명에서 설명하는 광증폭전구(800)는 상기 집광부(100)에서 집광된 태양광 또는 상기 광원 발생부(400)에서 발생된 광원을 출력하는(또는 방사하는/산란시켜 출력하는) 장치를 나타낸다.
상기 전등(900)은 최종단에 위치하는 설비로서, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 광증폭전구(800)로 구성한다.
또한, 상기 전등(900)은 상기 적어도 하나의 광증폭전구(800)를 통해 상기 집광부(100)에서 집광된 태양광 또는 상기 광원 발생부(400)에서 발생된 광원을 출력(또는 방사)한다.
이와 같이, 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우, 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공할 수 있다.
또한, 이와 같이, 상기 특정 조건 이외의 경우, 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법을 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 집광부(100)는 태양으로부터 방사되는 태양광을 집광한다. 이때, 상기 집광부(100)는 상기 태양광을 최대로 집광하기 위해서, 상기 태양광의 입사각에 미리 설정된 각도로 대향하도록 태양의 이동에 따라 실시간으로 이동할 수 있다(또는 움직일 수 있다).
일 예로, 제 1 집광부(100)는 오전 10시 태양으로부터 방사된 태양광을 집광한다. 이때, 상기 제 1 집광부는 상기 태양에 대향하도록 각도가 조정된 상태일 수 있다(S610).
또한, 태양 전지 모듈(200)은 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산(또는 발전/발생)한다. 이때, 상기 태양 전지 모듈(200)은 미리 공지된 다양한 방법에 의해서 상기 태양광을 근거로 DC 전력을 생산할 수 있다.
또한, 상기 태양 전지 모듈(200)은 상기 생산된(또는 발전된/발생된) DC 전력을 배터리부(300)에 충전(또는 저장)한다.
일 예로, 제 1 태양 전지 모듈(200)은 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산하고, 상기 생산된 DC 전력을 제 1 배터리부(300)에 충전한다(S620).
이후, 스위치부(500)는 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부 및 미리 설정된 시간대인지 여부를 확인(또는 판단)한다. 여기서, 상기 미리 설정된 시간대는 상기 집광부(100)를 통해 집광되는 태양광의 세기가 직접 광케이블(600)을 통해 광증폭전구(800)로 제공될 수 있는 수준에 대응하는 시간대일 수 있으며, 여름철/겨울철/봄 또는 가을 등의 계절에 따라 상이하게 설정할 수 있다.
즉, 상기 스위치부(500)는 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부를 확인한다.
일 예로, 제 1 스위치부(500)는 현재 시각(예를 들어 오전 10시)이 미리 설정된 시간대(예를 들어 여름철 오전 6시 ~ 오후 7시)에 포함되며 상기 제 1 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값(예를 들어 전류 5A ~ 6A/전압 12V)보다 큰지 여부를 확인한다(S630).
상기 확인 결과(또는 상기 판단 결과), 상기 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 스위치부(500)는 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광을 상기 광케이블(600)을 통해 각 사용처에 구비된 광증폭전구(800)에 제공한다. 이때, 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 상기 집광된 태양광은 하나 이상의 광 분배기(700)를 거쳐 복수의 광증폭전구(800)에 각각 제공될 수 있다.
일 예로, 상기 현재 시각(예를 들어 오전 10시)이 미리 설정된 시간대(예를 들어 여름철 오전 6시 ~ 오후 7시)에 포함되며 상기 제 1 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값(예를 들어 전류 5A ~ 6A/전압 12V)보다 클 때, 상기 제 1 스위치부는 상기 제 1 집광부를 통해 집광된 태양광을 광케이블(600)을 통해 제 1 가정 내에 구비된 제 1 광 분배기(700)로 전달한다. 또한, 상기 제 1 광 분배기는 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 상기 제 1 가정 내의 안방, 거실, 방 1, 방 2, 방 3, 화장실 1, 화장실 2, 주방 등에 각각 구비된 복수의 광증폭전구(800)에 각각 제공하기 위해서, 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 분배한다(S640).
또한, 상기 확인 결과(또는 상기 판단 결과), 상기 현재 시각이 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰 상태가 아닌 경우, 상기 스위치부(500)는 상기 배터리부(300)에 충전된 DC 전력을 근거로 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 상기 광케이블(600)을 통해 각 사용처에 구비된 광증폭전구(800)에 제공한다. 이때, 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 상기 집광된 태양광은 하나 이상의 광 분배기(700)를 거쳐 복수의 광증폭전구(800)에 각각 제공될 수 있다.
즉, 상기 확인 결과(또는 상기 판단 결과), 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당하는 경우, 상기 스위치부(500)는 상기 배터리부(300)에 충전된 DC 전력을 근거로 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 상기 광케이블(600)을 통해 각 사용처에 구비된 광증폭전구(800)에 제공한다.
일 예로, 상기 현재 시각(예를 들어 오후 8시)이 상기 미리 설정된 시간대(예를 들어 여름철 오전 6시 ~ 오후 7시)에 포함되지 않을 때, 상기 제 1 스위치부는 상기 제 1 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 제 1 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 광케이블(600)을 통해 제 1 가정 내에 구비된 제 1 광 분배기(700)로 전달한다. 또한, 상기 제 1 광 분배기는 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 상기 제 1 가정 내의 안방, 거실, 방 1, 방 2, 방 3, 화장실 1, 화장실 2, 주방 등에 각각 구비된 복수의 광증폭전구(800)에 각각 제공하기 위해서, 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 분배한다.
다른 일 예로, 상기 제 1 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값(예를 들어 전류 5A ~ 6A/전압 12V)보다 작거나 같을 때, 상기 제 1 스위치부는 상기 제 1 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 제 1 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 광케이블(600)을 통해 제 1 가정 내에 구비된 제 1 광 분배기(700)로 전달한다. 또한, 상기 제 1 광 분배기는 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 상기 제 1 가정 내의 안방, 거실, 방 1, 방 2, 방 3, 화장실 1, 화장실 2, 주방 등에 각각 구비된 복수의 광증폭전구(800)에 각각 제공하기 위해서, 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 분배한다.
또 다른 일 예로, 상기 현재 시각(예를 들어 오전 10시)이 미리 설정된 시간대(예를 들어 여름철 오전 6시 ~ 오후 7시)에 포함되며 상기 제 1 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값(예를 들어 전류 5A ~ 6A/전압 12V)보다 작거나 같을 때, 상기 제 1 스위치부는 상기 제 1 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 제 1 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원을 광케이블(600)을 통해 제 1 가정 내에 구비된 제 1 광 분배기(700)로 전달한다. 또한, 상기 제 1 광 분배기는 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 상기 제 1 가정 내의 안방, 거실, 방 1, 방 2, 방 3, 화장실 1, 화장실 2, 주방 등에 각각 구비된 복수의 광증폭전구(800)에 각각 제공하기 위해서, 상기 광케이블(600)을 통해 전달되는 태양광을 분배한다(S650).
이후, 하나 이상의 광증폭전구(800)로 구성된 전등(900)은 상기 광케이블(600)(또는 상기 광증폭전구(800)의 일단에 연결된 상기 광 분배기(700)/상기 광케이블(600))로부터 제공되는 태양광(또는 상기 집광부(100)를 통해 집광된 태양광) 또는 광원(또는 상기 광원 발생부(400)로부터 발생된 광원)을 증폭하거나 산란시켜 출력(또는 방사)한다.
이때, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광증폭전구(800)는 상기 태양광 또는 상기 광원이 외부로 잘 확산되도록 오목렌즈를 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광증폭전구(800)는 상기 태양광 또는 상기 광원을 증폭하여 외부로 출력하기 위해서 오목렌즈, 볼록렌즈 및 첨가제를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 상기 첨가제는 상기 태양광/광원을 증폭할 수 있는(또는 열을 낼 수 있는) 다양한 종류의 가스나 첨가제일 수 있다.
일 예로, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가정 내의 안방, 거실, 방 1, 방 2, 방 3, 화장실 1, 화장실 2, 주방 등에 각각 구비된 복수의 전등(900)은 개별 전등(900)마다 하나 이상의(또는 복수의) 광증폭전구(800)로 구성되며, 상기 광케이블(600) 및/또는 상기 광 분배기(700)를 통해 전달되는 태양광 또는 광원을 산란시켜 출력한다(S660).
본 발명의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우, 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공하여, 통신용으로 사용되는 광케이블의 활용 영역을 확장할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, 상기 특정 조건 이외의 경우, 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공하여, 태양광의 활용도를 높일 수 있다.
전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 미리 설정된 주간 시간이나 태양광의 세기가 임계값 이상인 특정 조건인 경우에는 상기 태양광을 집광하여 광케이블을 통해 빛을 제공하고, 상기 특정 조건 이외의 경우에는 상기 태양광 중 일부에 대해서 태양 전지 모듈을 통해 DC 전력을 발생시켜 배터리를 충전시키고, 상기 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생시키고, 상기 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 제공함으로써, 통신용으로 사용되는 광케이블의 활용 영역을 확장할 수 있는 것으로, 태양광 분야, 광케이블 활용 분야, 조명 분야 등에서 광범위하게 이용될 수 있다.
10: 조명 시스템 100: 집광부
200: 태양 전지 모듈 300: 배터리부
400: 광원 발생부 500: 스위치부
600: 광케이블 700: 광 분배기
800: 광증폭전구 810: 오목 렌즈
820: 볼록 렌즈 830: 첨가제
900: 전등

Claims (7)

  1. 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법에 있어서,
    집광부를 통해, 태양으로부터 방사되는 태양광을 집광하는 단계;
    태양 전지 모듈을 통해, 상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산하는 단계;
    배터리부를 통해, 상기 태양 전지 모듈을 통해 생산된 DC 전력을 충전하는 단계;
    광원 발생부를 통해, 상기 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생하는 단계;
    스위치부를 통해, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부 및 미리 설정된 시간대인지 여부를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과, 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 클 때, 상기 스위치부를 통해, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광을 광케이블을 통해 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 광증폭전구로 구성된 전등을 통해, 상기 광케이블을 통해 제공되는 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계를 포함하며,
    상기 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계는,
    상기 태양광을 1차로 오목렌즈를 통해 산란시키고, 상기 산란된 태양광을 2차로 볼록렌즈를 통해 집광하고, 상기 집광된 태양광을 3차로 첨가제가 형성된 층을 통과시켜 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당할 때, 상기 스위치부를 통해, 상기 광원 발생부로부터 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 광증폭전구로 구성된 전등을 통해, 상기 광케이블을 통해 제공되는 광원을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 단계는,
    외부로의 확산이 용이하도록 상기 태양광을 오목렌즈를 통해 산란시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템의 제어 방법.
  4. 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템에 있어서,
    태양으로부터 방사되는 태양광을 집광하는 집광부;
    상기 태양으로부터 방사되는 태양광을 근거로 DC 전력을 생산하는 태양 전지 모듈;
    상기 태양 전지 모듈을 통해 생산된 DC 전력을 충전하는 배터리부;
    상기 배터리부에 충전된 DC 전력을 근거로 광원을 발생하는 광원 발생부;
    상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부 및 미리 설정된 시간대인지 여부를 확인하며, 상기 확인 결과, 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되며 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 미리 설정된 임계값보다 클 때, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광을 광케이블에 제공하는 스위치부;
    상기 스위치부로부터 제공되는 태양광을 각 사용처에 구비된 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하는 상기 광케이블; 및
    상기 광케이블을 통해 제공되는 태양광을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 상기 하나 이상의 광증폭전구를 포함하며,
    상기 광증폭전구는,
    상기 태양광을 1차로 산란시키는 오목렌즈;
    상기 산란된 태양광을 2차로 집광하는 볼록렌즈; 및
    상기 집광된 태양광을 3차로 증폭하여 출력하는 첨가제로 구성하는 것을 특징으로 하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되지 않는 경우, 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 및 상기 현재 시각이 상기 미리 설정된 시간대에 포함되나 상기 집광부를 통해 집광된 태양광의 세기가 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우 중 어느 하나의 경우에 해당할 때, 상기 광원 발생부로부터 발생된 광원을 상기 광케이블을 통해 각 사용처에 구비된 상기 하나 이상의 광증폭전구에 각각 제공하며,
    상기 하나 이상의 광증폭전구는,
    상기 광케이블을 통해 제공되는 광원을 증폭하거나 산란시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 광증폭전구는,
    외부로의 확산이 용이하도록 상기 태양광을 오목렌즈를 통해 산란시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 광케이블 및 광증폭전구를 이용한 조명 시스템.
  7. 삭제
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