KR102076366B1 - 고효율 태양광 가로등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고효율 태양광 가로등에 관한 것으로, 그 구성은 전원이 공급되면 발광하여 주변으로 광원을 제공하는 광원부와, 상기 광원부와 연결되어 상기 광원부를 지지 고정하는 기둥을 포함하는 가로등에 있어서,
태양광을 이용하여 전기를 생산하는 발전수단;과, 상기 발전수단을 통해 발전되는 전기를 저장하는 축전지;와, 태양광의 위치를 측정하고, 그 측정정보를 제어부로 전송하는 하나 이상의 조도센서;와, 상기 축전지에 저장된 전기의 충전량을 기반으로 상기 광원부의 밝기를 조절하여 상기 축전지의 방전을 방지하는 동시에, 상기 조도센서의 측정정보를 기반으로 상기 발전수단의 태양셀의 위치를 조절하여 상기 발전수단의 발전효율을 극대화하는 제어부;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 것으로서,
해가 있는 낮에는 발전을 위해 발전수단이 작동하고 밤에는 주변으로 광원을 제공하기 위해 광원부가 작동하는 특성상, 발전수단이 작동하지 않는 밤에는 태양전지판을 보관수단의 제2보관커버에 보관하고 광원부가 작동하는 않는 낮에는 광원부를 제1보관커버에 보관하는 방식으로 태양전지판에 이물질이 묻어나는 것을 최소화하여 태양광을 통한 효율적인 발전을 유도하는 동시에, 광원부의 보호커버에 이물질이 묻어 발광효율을 저하시키는 문제점을 최소화하여 전기에너지의 효율적인 사용을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 조도센서를 통한 태양광의 위치를 추적하여 태양전지판의 위치를 보정하고, 반사판을 통해 태양광이 태양전지판으로 집중되도록 유도하여 발전수단을 통한 발전효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제어부는 축전지에 충전되는 전기 충전량을 고려하여 광원부의 밝기를 제어하여 축전지의 방전을 통해 가로등의 기능이 상실되어 발생하는 불편함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

고효율 태양광 가로등{High efficiency solar street light}
본 발명은 고효율 태양광 가로등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해가 있는 낮에는 발전을 위해 발전수단이 작동하고 밤에는 주변으로 광원을 제공하기 위해 광원부가 작동하는 특성상, 발전수단이 작동하지 않는 밤에는 태양전지판을 보관수단의 제2보관커버에 보관하고 광원부가 작동하는 않는 낮에는 광원부를 제1보관커버에 보관하는 방식으로 태양전지판에 이물질이 묻어나는 것을 최소화하여 태양광을 통한 효율적인 발전을 유도하는 동시에, 광원부의 보호커버에 이물질이 묻어 발광효율을 저하시키는 문제점을 최소화하여 전기에너지의 효율적인 사용을 유도할 수 있는 고효율 태양광 가로등에 관한 것이다.
일반적으로 태양광발전(Photovoltaic)은 빛을 받으면 전기가 발생하는 광전효과를 이용하여 태양 빛을 통하여 발전을 하는 것으로 무공해, 무한정한 신 재생에너지의 하나로 각광받고 있다.
한편, 가로등은 도로변을 따라 소정 거리간격으로 설치되어가 또는 공원이나 시설물 주위에 설치되어 일몰 후 도로주변 또는 특정 장소를 일정 조도 이상으로 밝혀주는 기능을 한다. 이러한 가로등은 주로 전력공급소로부터 케이블 및 전주를 통해 제공되는 전기를 동력원으로 하고 있기 때문에, 그 설치장소가 전력공급소와 멀리 떨어진 경우에는 그 거리에 비례하는 만큼의 전주 및 케이블 등이 소요되어 초기 시설비가 과다하게 소요될 뿐만 아니라 케이블의 단락 여부 확인 등의 추가 유지 보수비용이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 태양광발전을 이용하여 일조시간 동안 발생한 전기를 축전지에 모아두었다가 일몰 뒤에 가로등을 점등하는 가로등에 제공하는 방법으로 가로등의 설치편의성 및 에너지 사용효율성이 우수한 태양광발전 가로등에 대한 수요가 증대되고 있는 실정이다.
하지만, 종래에 태양광을 이용한 가로등은 외부로 노출되는 특성상 먼지, 빗물 등의 이물질이 태양광발전을 수행하는 태양 셀의 표면에 쉽게 묻어나고, 이렇게 묻어나는 이물질은 태양 셀의 발전을 방해하여 태양광을 이용한 효율적인 발전이 곤란하다는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 이물질은 가로등의 광원부를 보호하는 투명한 보호커버에도 쉽게 묻어나고, 이러한 상태에서 광원부가 발광하면 광원부에서 제공되는 광원이 이물질로 인해 원활하게 제공되지 못하므로 전기에너지 사용에 대비하여 광원부를 통해 주변으로 조명이 효과적으로 제공되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 태양광을 이용하는 가로등은 태양광을 통해 발전되는 전기가 저장되는 축전지에 충전되는 전기의 충전량을 고려하지 않는 가로등의 사용으로 인해 축전지의 빈번한 방전으로 가로등의 기능이 상실되어 보행자나 운전자 등에 불편을 제공하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 해가 있는 낮에는 발전을 위해 발전수단이 작동하고 밤에는 주변으로 광원을 제공하기 위해 광원부가 작동하는 특성상, 발전수단이 작동하지 않는 밤에는 태양전지판을 보관수단의 제2보관커버에 보관하고 광원부가 작동하는 않는 낮에는 광원부를 제1보관커버에 보관하는 방식으로 태양전지판에 이물질이 묻어나는 것을 최소화하여 태양광을 통한 효율적인 발전을 유도하는 동시에, 광원부의 보호커버에 이물질이 묻어 발광효율을 저하시키는 문제점을 최소화하여 전기에너지의 효율적인 사용을 유도할 수 있는 고효율 태양광 가로등을 제공함에 있다.
또한, 조도센서를 통한 태양광의 위치를 추적하여 태양전지판의 위치를 보정하고, 반사판을 통해 태양광이 태양전지판으로 집중되도록 유도하여 발전수단을 통한 발전효율을 극대화할 수 있는 고효율 태양광 가로등을 제공함에 있다.
또한, 제어부는 축전지에 충전되는 전기 충전량을 고려하여 광원부의 밝기를 제어하여 축전지의 방전을 통해 가로등의 기능이 상실되어 발생하는 불편함을 방지할 수 있는 고효율 태양광 가로등을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고효율 태양광 가로등은 전원이 공급되면 발광하여 주변으로 광원을 제공하는 광원부와, 상기 광원부와 연결되어 상기 광원부를 지지 고정하는 기둥을 포함하는 가로등에 있어서,
태양광을 이용하여 전기를 생산하는 발전수단;과, 상기 발전수단을 통해 발전되는 전기를 저장하는 축전지;와, 태양광의 위치를 측정하고, 그 측정정보를 제어부로 전송하는 하나 이상의 조도센서;와, 상기 축전지에 저장된 전기의 충전량을 기반으로 상기 광원부의 밝기를 조절하여 상기 축전지의 방전을 방지하는 동시에, 상기 조도센서의 측정정보를 기반으로 상기 발전수단의 태양셀의 위치를 조절하여 상기 발전수단의 발전효율을 극대화하는 제어부;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발전수단은 상기 기둥의 상부에 상기 기둥에 대하여 상대회동 가능하게 형성되는 제1회전축과, 상기 제1회전축 상에 형성되어 상기 제1회전축과 함께 회동되되, 수직으로 직립되게 세워지며, 전면과 후면에는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양 셀이 노출되게 일정한 배열로 배치되는 태양전지판과, 상기 제1회전축 상에 형성되어 상기 제1회전축과 함께 회전되는 제1기어와, 회전력을 제공하는 것으로, 상기 제어부의 제어를 통해 작동하는 구동모터와, 상기 구동모터의 축 상에 형성되며, 상기 제1기어와 치합되어 상기 제1기어로 회전력을 제공하는 제2기어와, 상기 태양전지판 하부에 수평으로 배치되는 것으로, 태양광을 상기 태양전지판으로 반사하는 반사판으로 구성되며,
상기 제어부는 상기 조도센서의 측정정보를 기반으로 일출하는 해와 상기 태양전지판의 경사가 30 내지 40°이하으로 형성되면 상기 태양전지판의 후면에 형성되는 태양 셀이 해와 마주보도록 상기 태양전지판을 수직으로 직립되게 배치하여 태양광이 상기 태양전지판의 후면으로 비추어지도록 하는 동시에 상기 반사판에 비추어지는 태양광이 반사되어 상기 태양전지판 후면의 태양 셀로 비추어지도록 하며,
상기 조도센서의 측정정보를 기반으로 해와 상기 태양전지판의 경사가 30 내지 40°를 초과하여 형성되면 상기 구동모터의 작동으로 상기 제1회전축과 함께 상기 태양전지판을 회동시키되, 상기 태양전지판을 해가 위치하는 방향으로 회동시켜 상기 태양전지판을 상기 반사판에 근접하게 위치시킴으로 태양광이 일부는 상기 태양전지판 전면의 태양 셀로 비추어지고, 일부는 상기 반사판에 반사되어 상기 태양전지판 후면의 태양 셀로 비추어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광원부를 보호하기 위해 형성되는 투명한 보호덮개 및 상기 태양전지판의 태양 셀에 먼지 등과 같은 이물질의 형성되는 것을 최소화하여 상기 광원부의 발광 효율 및 상기 태양전지판의 발전 효율을 극대화하는 보관수단;을 더 포함하되,
상기 보관수단은 상기 기둥의 상부에 상기 기둥에 대하여 상대회동 가능하게 형성되되, 상기 광원부와 연결되어 상기 광원부를 회동시키는 제2회전축과, 상기 제2회전축 상에 형성되어 상기 제2회전축과 함께 회전되되, 상기 구동모터로부터 회전력을 공급받아 상기 제1기어와 반대방향으로 회전되는 제3기어와, 상기 기둥의 상부에 형성되되, 내부에 공간이 형성되며, 일측에는 상기 광원부가 내입될 수 있도록 개방되는 제1보관커버와, 상기 제1보관커버의 내측에 배치되어 상기 제1보관커버로 내입되는 상기 광원부에 탄력적으로 밀착되어 상기 광원부를 보호하는 동시에, 상기 광원부 보호덮개에 묻은 이물질을 털어내는 청소스펀지와, 상기 기둥의 상부에 결합되는 것으로, 내부에 직립된 상기 태양전지판을 내장하되 후면이 개방되는 투명한 재질의 제2보관커버와, 상기 기둥에 회동 가능하게 연결되되, 상면에는 상기 반사판이 배치되며, 상방으로 회동하면 상기 제2보관커버의 후면에 밀착되어 상기 제2보관커버를 폐쇄하는 폐쇄덮개와, 일단은 상기 폐쇄덮개와 연결되고, 타단은 개폐실린더의 로드와 연결되는 개폐봉과, 상기 기둥에 결합 고정되며, 로드가 상기 개폐봉의 타단과 연결되어 상기 개폐봉을 승강 또는 하강시켜 상기 개폐봉을 통해 상기 폐쇄덮개를 상방 또는 하방으로 회동시키는 개폐실린더로 구성되되,
상기 광원부가 상기 제1보관커버를 이탈하여 노출되면 상기 태양전지판은 상기 제2보관커버에 내입되며, 상기 광원부가 상기 제1보관커버로 내입되면 상기 태양전지판은 상기 제2보관커버를 이탈 노출되는 방식으로 불필요하게 상기 광원부 및 태양전지판의 외부 노출을 방지하며, 상기 개폐실린더는 상기 제어부의 제어를 통해 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 축전지의 충전량이 50 내지 100%이면 상기 광원부의 광원이 최대 밝기로 출력되도록 제어하고, 상기 축전지의 충전량이 30 내지 50%이면 상기 광원부의 광원이 최대 밝기의 70 내지 90%의 밝기로 출력되도록 제어하고, 상기 축전지의 충전량이 5 내지 30%이면 상기 광원부의 광원이 최대 밝기의 50 내지 70%의 밝기로 출력되도록 제어하고, 상기 축전지의 충전량이 5% 미만이면 상기 광원부를 소등하여 상기 축전지의 방전을 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 고효율 태양광 가로등에 의하면, 해가 있는 낮에는 발전을 위해 발전수단이 작동하고 밤에는 주변으로 광원을 제공하기 위해 광원부가 작동하는 특성상, 발전수단이 작동하지 않는 밤에는 태양전지판을 보관수단의 제2보관커버에 보관하고 광원부가 작동하는 않는 낮에는 광원부를 제1보관커버에 보관하는 방식으로 태양전지판에 이물질이 묻어나는 것을 최소화하여 태양광을 통한 효율적인 발전을 유도하는 동시에, 광원부의 보호커버에 이물질이 묻어 발광효율을 저하시키는 문제점을 최소화하여 전기에너지의 효율적인 사용을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 조도센서를 통한 태양광의 위치를 추적하여 태양전지판의 위치를 보정하고, 반사판을 통해 태양광이 태양전지판으로 집중되도록 유도하여 발전수단을 통한 발전효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제어부는 축전지에 충전되는 전기 충전량을 고려하여 광원부의 밝기를 제어하여 축전지의 방전을 통해 가로등의 기능이 상실되어 발생하는 불편함을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 가로등의 개념도
도 2는 도 1에 도시된 고효율 태양광 가로등의 사시도
도 3은 도 1에 도시된 고효율 태양광 가로등의 발전수단이 개방된 사시도
도 4는 도 2에 도시된 고효율 태양광 가로등의 A-A 단면도
도 5는 도 2에 도시된 고효율 태양광 가로등의 사용상태도
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 태양광 가로등을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 가로등을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 가로등의 개념도를, 도 2는 도 1에 도시된 고효율 태양광 가로등의 사시도를, 도 3은 도 1에 도시된 고효율 태양광 가로등의 발전수단이 개방된 사시도를, 도 4는 도 2에 도시된 고효율 태양광 가로등의 A-A 단면도를, 도 5는 도 2에 도시된 고효율 태양광 가로등의 사용상태도를 각각 나타낸 것이다.
상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 가로등(100)은 전원이 공급되면 발광하여 주변으로 광원을 제공하는 광원부(1)와, 상기 광원부(1)와 연결되어 상기 광원부(1)를 지지 고정하는 기둥(2)을 포함하는 가로등에 있어서,
발전수단(10)과, 축전지(20)와, 조도센서(30)와, 제어부(40)를 더 포함하고 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발전수단(10)은 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 것으로,
상기 기둥(2)의 상부에 상기 기둥(2)에 대하여 상대회동 가능하게 형성되는 제1회전축(11)과, 상기 제1회전축(11) 상에 형성되어 상기 제1회전축(11)과 함께 회동되되, 수직으로 직립되게 세워지며, 전면과 후면에는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양 셀(12a)이 노출되게 일정한 배열로 배치되는 태양전지판(12)과, 상기 제1회전축(11) 상에 형성되어 상기 제1회전축(11)과 함께 회전되는 제1기어(13)와, 회전력을 제공하는 것으로, 상기 제어부(40)의 제어를 통해 작동하는 구동모터(14)와, 상기 구동모터(14)의 축 상에 형성되며, 상기 제1기어(13)와 치합되어 상기 제1기어(13)로 회전력을 제공하는 제2기어(15)와, 상기 태양전지판(12) 하부에 수평으로 배치되는 것으로, 태양광을 상기 태양전지판(12)으로 반사하는 반사판(16)으로 구성되며,
도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는 상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 일출하는 해와 상기 태양전지판(12)의 경사(θ)가 30 내지 40°이하으로 형성되면 상기 태양전지판(12)의 후면에 형성되는 태양 셀(12a)이 해와 마주보도록 상기 태양전지판(12)을 수직으로 직립되게 배치하여 태양광이 상기 태양전지판(12)의 후면으로 비추어지도록 하는 동시에 상기 반사판(16)에 비추어지는 태양광이 반사되어 상기 태양전지판(12) 후면의 태양 셀(12a)로 비추어지도록 하며,
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 해와 상기 태양전지판(12)의 경사(θ)가 30 내지 40°를 초과하여 형성되면 상기 구동모터(14)의 작동으로 상기 제1회전축(11)과 함께 상기 태양전지판(12)을 회동시키되, 상기 태양전지판(12)을 해가 위치하는 방향으로 회동시켜 상기 태양전지판(12)을 상기 반사판(16)에 근접하게 위치시킴으로 태양광이 일부는 상기 태양전지판(12) 전면의 태양 셀(12a)로 비추어지고, 일부는 상기 반사판(16)에 반사되어 상기 태양전지판(12) 후면의 태양 셀(12a)로 비추어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 태양전지판(12)이 직립되는 특성상 일출시 떠오르는 해와 상기 태양전지판(12)의 후면이 정면으로 마주보게 위치되므로, 이때부터 상기 태양전지판(12)에서 태양광을 이용해 발전이 수행되며, 대략 상기 태양전지판(12)과 해의 경사(θ)가 30 내지 40°까지는 해의 태양광이 직접적 및 상기 반사판(16)에 반사되어 효과적으로 상기 태양전지판(12) 후면의 태양 셀(12a)로 비추어져 매우 효과적인 발전이 수행된다.
그런 후, 도 5b에 도시된 바와 같이 해가 서서히 떠올라 상기 태양전지판(12)과의 경사(θ)가 30 내지 40°를 넘어서면 큰 경사각으로 인해 태양광이 상기 태양전지판(12)의 태양 셀(12a)로 비효율적으로 비추어지므로, 상기 태양전지판(12)을 상기 반사판(16) 측으로 기울여 경사를 형성하여 태양광이 일부는 상기 태양전지판(12) 전면의 태양 셀(12a)로 비추어지게 하고 동시에 일부의 태양광은 상기 반사판(16)을 통해 상기 태양전지판(12) 후면의 태양 셀(12a)로 비추어지게 하여 매우 효과적인 발전을 유도하는 것이다.
여기서, 상기 태양전지판(12)의 경사는 후설될 상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 후설될 상기 제어부(40)의 제어에 따라 한번 또는 연속적으로 변화되는 방식으로 설정될 수 있음은 물론이다.
그런 후, 일몰시 상기 태양전지판(12)은 상기 구동모터(14)의 작동으로 간편히 원위치로 직립되게 복귀됨은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 축전지(20)는 상기 발전수단(10)을 통해 발전되는 전기를 저장하는 것으로, 상기 제어부(40)는 상기 축전지(20)에 전기가 충전되는 충전량을 기반으로 상기 광원부(1)의 밝기를 제어하도록 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 조도센서(30)는 태양광의 위치를 측정하고, 그 측정정보를 제어부(40)로 전송하는 하나 이상 설치되도록 한다.
즉, 상기 제어부(40)는 상기 조도센서(30)에서 측정되는 측정정보를 기반으로 상기 태양전지판(12)의 위치를 제어하게 된다.
여기서, 상기 조도센서(30)는 2개가 설치 사용되나 이러한 개수로 한정하여 사용하는 것은 물론 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는 상기 축전지(20)에 저장된 전기의 충전량을 기반으로 상기 광원부(1)의 밝기를 조절하여 상기 축전지(20)의 방전을 방지하는 동시에, 상기에 설명한 바와 같이 상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 상기 발전수단(10)의 태양셀(12a)의 위치를 조절하여 상기 발전수단(10)의 발전효율을 극대화하도록 한다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 광원부(1)를 보호하기 위해 형성되는 투명한 보호덮개(1a) 및 상기 태양전지판(12)의 태양 셀(12a)에 먼지 등과 같은 이물질의 형성되는 것을 최소화하여 상기 광원부(1)의 발광 효율 및 상기 태양전지판(12)의 발전 효율을 극대화하는 보관수단(50);을 더 포함하되,
상기 보관수단(50)은 상기 기둥(2)의 상부에 상기 기둥(2)에 대하여 상대회동 가능하게 형성되되, 상기 광원부(1)와 연결되어 상기 광원부(1)를 회동시키는 제2회전축(51)과, 상기 제2회전축(51) 상에 형성되어 상기 제2회전축(51)과 함께 회전되되, 상기 구동모터(14)로부터 회전력을 공급받아 상기 제1기어(13)와 반대방향으로 회전되는 제3기어(52)와, 상기 기둥(2)의 상부에 형성되되, 내부에 공간이 형성되며, 일측에는 상기 광원부(1)가 내입될 수 있도록 개방되는 제1보관커버(53)와, 상기 제1보관커버(53)의 내측에 배치되어 상기 제1보관커버(53)로 내입되는 상기 광원부(1)에 탄력적으로 밀착되어 상기 광원부(1)를 보호하는 동시에, 상기 광원부(1) 보호덮개(1a)에 묻은 이물질을 털어내는 청소스펀지(54)와, 상기 기둥(2)의 상부에 결합되는 것으로, 내부에 직립된 상기 태양전지판(12)을 내장하되 후면이 개방되는 투명한 재질의 제2보관커버(55)와, 상기 기둥(2)에 회동 가능하게 연결되되, 상면에는 상기 반사판(16)이 배치되며, 상방으로 회동하면 상기 제2보관커버(55)의 후면에 밀착되어 상기 제2보관커버(55)를 폐쇄하는 폐쇄덮개(56)와, 일단은 상기 폐쇄덮개(56)와 연결되고, 타단은 개폐실린더(58)의 로드(58a)와 연결되는 개폐봉(57)과, 상기 기둥(2)에 결합 고정되며, 로드(58a)가 상기 개폐봉(57)의 타단과 연결되어 상기 개폐봉(57)을 승강 또는 하강시켜 상기 개폐봉(57)을 통해 상기 폐쇄덮개(56)를 상방 또는 하방으로 회동시키는 개폐실린더(58)로 구성되되,
상기 광원부(1)가 상기 제1보관커버(53)를 이탈하여 노출되면 상기 태양전지판(12)은 상기 제2보관커버(55)에 내입되며, 상기 광원부(1)가 상기 제1보관커버(53)로 내입되면 상기 태양전지판(12)은 상기 제2보관커버(55)를 이탈 노출되는 방식으로 불필요하게 상기 광원부(1) 및 태양전지판(12)의 외부 노출을 방지하며, 상기 개폐실린더(58)는 상기 제어부(40)의 제어를 통해 작동되도록 한다.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 해가 떠오르면 상기 제어부(40)는 상기 광원부(1)를 소등하고, 동시에 상기 개폐실린더(58)를 통해 상기 개폐봉(57)의 타단을 하강시켜 상기 개폐봉(57)과 연결되는 상기 폐쇄덮개(56)를 하방으로 회동시킨다.
그러면, 상기 제2보관커버(55)에 내입된 상기 태양전지판(12)이 외부로 노출되어 태양광을 통한 발전이 수행되는데, 이때 해가 서서히 떠오르는 과정에서 상기 반사판(16)에 반사된 태양광이 상기 태양전지판(12)의 태양 셀(12a)로 용이하게 비추어지도록 상기 반사판(16)이 형성되는 상기 폐쇄덮개(56)는 수평으로 배치함이 바람직하다.
그런 후, 도 5b에 도시된 바와 같이 해가 서서히 떠오르면 효율적인 발전을 위해 상기 태양전지판(12)은 상기 구동모터(14)의 작동으로 상기 반사판(16) 측으로 기울어지는데, 이때 상기 구동모터(14)의 작동으로 상기 제2회전축(51)이 회전하여 상기 제2회전축(51)과 함께 회전되는 상기 광원부(1)는 자연스럽게 상기 제1보관커버(53)로 내입 보관되어 외부의 이물질이 상기 광원부(1)의 보호덮개(1a)에 묻어나는 것을 미연에 방지하여 상기 광원부(1)에서 공급되는 광원이 효과적으로 공급될 수 있는 상태를 유지한다.
여기서, 상기 광원부(1)가 상기 제1보관커버(53)로 내입되는 과정에서 상기 청소스펀지(54)에 밀착(마찰)되므로 상기 광원부(1)의 안정적인 보관과 함께 상기 보호커버(1a)에 묻은 이물질이 청소될 수 있어 항상 상기 광원부(1)에서 공급되는 광원이 높은 휘도를 유지한 상태로 주변에 공급되게 한다.
그런 후, 도 5c에 도시된 바와 같이 해가 지면 상기 태양전지판(12)을 통한 발전이 곤란함으로 상기 구동모터(14)의 작동으로 상기 태양전지판(12)은 상기 제2보관커버(55)로 내입 복귀되게 한 후, 상기 개폐실린더(58)의 작동으로 상기 폐쇄덮개(56)를 상방으로 회동 복귀시켜 상기 제2보관커버(55) 내부를 폐쇄하여 상기 태양전지판(12)을 안정적으로 보관한다.
따라서 상기 태양전지판(12)을 미사용시 상기 태양전지판(12)의 태양 셀(12a)에 먼지와 같은 이물질이 묻어나는 것을 방지하며, 이를 통해 상기 태양전지판(12)은 항상 효율적인 발전을 수행할 수 있는 상태를 유지한다.
이때, 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 광원부(1)는 상기 구동모터(14)의 작동으로 다시 외부로 노출되어 주변으로 광원을 제공할 수 있는 위치로 배치되어 주변으로 광원을 제공하는데,
상기 제어부(40)는 상기 축전지(20)의 충전량이 50 내지 100%이면 상기 광원부(1)의 광원이 최대 밝기로 출력되도록 제어하고, 상기 축전지(20)의 충전량이 30 내지 50%이면 상기 광원부(1)의 광원이 최대 밝기의 70 내지 90%의 밝기로 출력되도록 제어하고, 상기 축전지(20)의 충전량이 5 내지 30%이면 상기 광원부(1)의 광원이 최대 밝기의 50 내지 70%의 밝기로 출력되도록 제어하고, 상기 축전지(20)의 충전량이 5% 미만이면 상기 광원부(1)를 소등하여 상기 축전지(20)의 방전을 방지하도록 한다.
상기와 같은 구성요소로 이루어지는 본 발명의 고효율 태양광 가로등(100)은 해가 있는 낮에는 발전을 위해 상기 발전수단(10)이 작동하고 밤에는 주변으로 광원을 제공하기 위해 상기 광원부(1)가 작동하는 특성상, 상기 발전수단(10)이 작동하지 않는 밤에는 상기 태양전지판(12)을 상기 보관수단(50)의 제2보관커버(55)에 보관하고 상기 광원부(1)가 작동하는 않는 낮에는 상기 광원부(1)를 제1보관커버(53)에 보관하는 방식으로 상기 태양전지판(12)에 이물질이 묻어나는 것을 최소화하여 태양광을 통한 효율적인 발전을 유도하는 동시에, 상기 광원부(1)의 보호커버(1a)에 이물질이 묻어 발광효율을 저하시키는 문제점을 최소화하여 전기에너지의 효율적인 사용을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 조도센서(30)를 통한 태양광의 위치를 추적하여 상기 태양전지판(12)의 위치를 보정하고, 상기 반사판(16)을 통해 태양광이 상기 태양전지판(12)으로 집중되도록 유도하여 상기 발전수단(10)을 통한 발전효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 축전지(20)에 충전되는 전기 충전량을 고려하여 상기 광원부(1)의 밝기를 제어하여 상기 축전지(20)의 방전을 통해 가로등의 기능이 상실되어 발생하는 불편함을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 고효율 태양광 가로등(100)은 다음과 같이 동작한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 해가 떠오르면 광원부(1)를 소등하고, 동시에 보관수단(50)의 폐쇄덮개(56)를 하방으로 회동시켜 제2보관커버(55)에 내입된 태양전지판(12)을 노출시켜 발전한다.
그러다가 해가 서서히 떠오르면, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 태양전지판(12)을 소정의 경사로 기울여 상기 태양전지판(12)에 태양광이 효과적으로 비추어지도록 유도하여 태양광을 통한 효율적인 발전을 유도한다.
이때, 상기 광원부(10)는 함께 회동되어 상기 보관수단(50)의 제1보관커버(53)에 내입되어 외부의 이물질이 묻지 않도록 안전하게 보관된다.
그런 후, 도 5c에 도시된 바와 같이 해가 지면 상기 태양전지판(12)은 상기 제2보관커버(55)로 회동 복귀되며, 동시에 상기 폐쇄덮개(56)는 상방으로 회동되어 상기 제2보관커버(55)를 폐쇄하여 상기 태양전지판(12)에 이물질이 묻지 않도록 안정적인 보관을 유도하여 다시 상기 태양전지판(12)을 이용한 발전시 항상 효율적인 발전을 유도한다.
이때, 상기 광원부(10)는 상기 제1보관커버(53)에서 회동 이탈되는 방식으로 외부로 노출되어 주변으로 광원을 제공할 수 있는 위치로 배치된다.
그런 후, 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 제어부(40)는 축전지(20)에 저장된 전기 충전량을 기반으로 상기 광원부(1)의 밝기를 제어하여 상기 광원부(1)의 효율적인 발광을 유도한다.
이때, 상기 광원부(1)의 보호커버(1a)는 깨끗한 상태로 유지되므로 상기 광원부의 광원이 주변으로 효과적으로 제공되게 한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
1. 광원부 1a. 보호커버
2. 기둥
10. 발전수단 11. 제1회전축
12. 태양전지판 12a. 태양 셀
13. 제1기어 14. 구동모터
15. 제2기어 16. 반사판
20. 축전지 30. 조도센서
40. 제어부 50. 보관수단
51. 제2회전축 52. 제3기어
53. 제1보관커버 54. 청소스펀지
55. 제2보관커버 56. 폐쇄덮개
57. 개폐봉 58. 개폐실린더
100. 고효율 태양광 가로등

Claims (4)

  1. 전원이 공급되면 발광하여 주변으로 광원을 제공하는 광원부(1)와, 상기 광원부(1)와 연결되어 상기 광원부(1)를 지지 고정하는 기둥(2)을 포함하는 가로등에 있어서,
    태양광을 이용하여 전기를 생산하는 발전수단(10);
    상기 발전수단(10)을 통해 발전되는 전기를 저장하는 축전지(20);
    태양광의 위치를 측정하고, 그 측정정보를 제어부(40)로 전송하는 하나 이상의 조도센서(30); 및
    상기 축전지(20)에 저장된 전기의 충전량을 기반으로 상기 광원부(1)의 밝기를 조절하여 상기 축전지(20)의 방전을 방지하는 동시에, 상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 상기 발전수단(10)의 태양셀(12a)의 위치를 조절하여 상기 발전수단(10)의 발전효율을 극대화하는 제어부(40);가 더 포함되며,
    상기 발전수단(10)은 상기 기둥(2)의 상부에 상기 기둥(2)에 대하여 상대회동 가능하게 형성되는 제1회전축(11)과, 상기 제1회전축(11) 상에 형성되어 상기 제1회전축(11)과 함께 회동되되, 수직으로 직립되게 세워지며, 전면과 후면에는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양 셀(12a)이 노출되게 일정한 배열로 배치되는 태양전지판(12)과, 상기 제1회전축(11) 상에 형성되어 상기 제1회전축(11)과 함께 회전되는 제1기어(13)와, 회전력을 제공하는 것으로, 상기 제어부(40)의 제어를 통해 작동하는 구동모터(14)와, 상기 구동모터(14)의 축 상에 형성되며, 상기 제1기어(13)와 치합되어 상기 제1기어(13)로 회전력을 제공하는 제2기어(15)와, 상기 태양전지판(12) 하부에 수평으로 배치되는 것으로, 태양광을 상기 태양전지판(12)으로 반사하는 반사판(16)으로 구성되며,
    상기 제어부(40)는 상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 일출하는 해와 상기 태양전지판(12)의 경사(θ)가 30 내지 40°이하으로 형성되면 상기 태양전지판(12)의 후면에 형성되는 태양 셀(12a)이 해와 마주보도록 상기 태양전지판(12)을 수직으로 직립되게 배치하여 태양광이 상기 태양전지판(12)의 후면으로 비추어지도록 하는 동시에 상기 반사판(16)에 비추어지는 태양광이 반사되어 상기 태양전지판(12) 후면의 태양 셀(12a)로 비추어지도록 하며,
    상기 조도센서(30)의 측정정보를 기반으로 해와 상기 태양전지판(12)의 경사(θ)가 30 내지 40°를 초과하여 형성되면 상기 구동모터(14)의 작동으로 상기 제1회전축(11)과 함께 상기 태양전지판(12)을 회동시키되, 상기 태양전지판(12)을 해가 위치하는 방향으로 회동시켜 상기 태양전지판(12)을 상기 반사판(16)에 근접하게 위치시킴으로 태양광이 일부는 상기 태양전지판(12) 전면의 태양 셀(12a)로 비추어지고, 일부는 상기 반사판(16)에 반사되어 상기 태양전지판(12) 후면의 태양 셀(12a)로 비추어지도록 하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양광 가로등.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부(1)를 보호하기 위해 형성되는 투명한 보호덮개(1a) 및 상기 태양전지판(12)의 태양 셀(12a)에 먼지 등과 같은 이물질의 형성되는 것을 최소화하여 상기 광원부(1)의 발광 효율 및 상기 태양전지판(12)의 발전 효율을 극대화하는 보관수단(50);을 더 포함하되,
    상기 보관수단(50)은,
    상기 기둥(2)의 상부에 상기 기둥(2)에 대하여 상대회동 가능하게 형성되되, 상기 광원부(1)와 연결되어 상기 광원부(1)를 회동시키는 제2회전축(51)과,
    상기 제2회전축(51) 상에 형성되어 상기 제2회전축(51)과 함께 회전되되, 상기 구동모터(14)로부터 회전력을 공급받아 상기 제1기어(13)와 반대방향으로 회전되는 제3기어(52)와,
    상기 기둥(2)의 상부에 형성되되, 내부에 공간이 형성되며, 일측에는 상기 광원부(1)가 내입될 수 있도록 개방되는 제1보관커버(53)와,
    상기 제1보관커버(53)의 내측에 배치되어 상기 제1보관커버(53)로 내입되는 상기 광원부(1)에 탄력적으로 밀착되어 상기 광원부(1)를 보호하는 동시에, 상기 광원부(1) 보호덮개(1a)에 묻은 이물질을 털어내는 청소스펀지(54)와,
    상기 기둥(2)의 상부에 결합되는 것으로, 내부에 직립된 상기 태양전지판(12)을 내장하되 후면이 개방되는 투명한 재질의 제2보관커버(55)와,
    상기 기둥(2)에 회동 가능하게 연결되되, 상면에는 상기 반사판(16)이 배치되며, 상방으로 회동하면 상기 제2보관커버(55)의 후면에 밀착되어 상기 제2보관커버(55)를 폐쇄하는 폐쇄덮개(56)와,
    일단은 상기 폐쇄덮개(56)와 연결되고, 타단은 개폐실린더(58)의 로드(58a)와 연결되는 개폐봉(57)과,
    상기 기둥(2)에 결합 고정되며, 로드(58a)가 상기 개폐봉(57)의 타단과 연결되어 상기 개폐봉(57)을 승강 또는 하강시켜 상기 개폐봉(57)을 통해 상기 폐쇄덮개(56)를 상방 또는 하방으로 회동시키는 개폐실린더(58)로 구성되되,
    상기 광원부(1)가 상기 제1보관커버(53)를 이탈하여 노출되면 상기 태양전지판(12)은 상기 제2보관커버(55)에 내입되며, 상기 광원부(1)가 상기 제1보관커버(53)로 내입되면 상기 태양전지판(12)은 상기 제2보관커버(55)를 이탈 노출되는 방식으로 상기 광원부(1) 및 태양전지판(12)의 외부 노출을 방지하며,
    상기 개폐실린더(58)는 상기 제어부(40)의 제어를 통해 작동하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양광 가로등.
  4. 삭제
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