KR102131843B1

KR102131843B1 - 태양광발전을 이용한 가로등 장치

Info

Publication number: KR102131843B1
Application number: KR1020200039546A
Authority: KR
Inventors: 이병규
Original assignee: 이병규
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2020-07-08

Abstract

본 발명은 태양광 발전을 통해 얻은 전력으로 점등하는 태양광발전을 이용한 가로등 장치에 관한 것이다. 그 구성은 지면에 직립되게 설치되는 지주(5)와, 상기 지주(5)의 상단에 설치되는 램프(7)를 포함하는 가로등본체(1); 상기 가로등본체(1)의 지주(5) 외부에 설치되는 것으로서 빛에 의해 발전을 일으키고 상기 램프(7)에 전력을 공급하는 발전유닛(3); 상기 발전유닛(3)에서 생성된 전력을 저장하는 충전부; 및 상기 발전유닛(3)에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열수단;을 포함하되; 상기 발전유닛(3)은, 상기 지주(5)의 외부에 끼워지는 것으로서 인발 또는 압출에 의해 제작되는 원통 형상의 설치관(17); 상기 설치관(17)의 외표면을 감싼 상태로 고정되는 것으로서 전지셀이 설치되어 있는 시트 형태의 발전시트(19); 상기 발전시트(19)를 상기 설치관(17)에 고정시키기 위한 발전시트 고정수단;을 포함하는 것을 내용으로 한다.

Description

태양광발전을 이용한 가로등 장치{Street Light Apparatus Using Solar Energy}

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 태양광 발전을 통해 얻은 전력으로 점등하는 태양광발전을 이용한 가로등 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로를 밝히기 위하여 가로등이 설치된다. 여기서 가로등은 구조나 기능적으로 보안등과 유사하므로 보안등을 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.

일반적으로 가로등은 지주와 지주의 상단에 매달리는 형태로 설치되는 조명장치를 포함한다. 가로등은 골목길, 공원, 차도 등 매우 다양한 장소에 설치되며, 구체적인 용도에 따라 규모라든가 크기가 결정된다.

한편, 화석연료의 사용을 줄여 환경을 보호하기 위한 연구가 널리 진행되고 있는데, 태양광과 같은 청정에너지를 사용하고자 하는 노력이 그 일환이다. 그래서 태양광발전을 통해 점등하기 위한 조명장치가 널리 보급되고 있다. 이 태양광을 이용한 조명장치는 외부에서 전원을 공급받지 않아도 되기 때문에 경제적이고 설치하기도 쉽다는 장점을 가진다.

그러나 태양광발전을 이용하는 경우에 있어서 일조량이 적은 경우에는 발전량이 부족하여 그 자체의 전원만을 가지고는 제대로 점등할 수 없게 된다. 그리고 종래의 태양전지판이 평평한 판상이어서 조명장치의 부피가 커지게 되고 강풍이 불 때는 구조적으로 위험하다는 문제가 있다.

가로등은 기후상황에 따라서 불규칙하게 점등되어서는 안 된다. 넓은 판형상의 태양전지판을 가로등에 설치하는 경우에는 미관적으로도 바람직하지 못하다. 이런 이유로 태양광전지판을 이용한 가로등이 널리 보급되지는 못하였다.

그러나 최근에는 일조량에 상관없이 작은 빛만 있어도 발전을 일으킬 수 있는 태양광발전기술이 보급되기 시작했다. 이것은 우천시는 물론이고 야간에 주변에 불빛이 있는 경우에도 발전을 할 수 있게 하는 기술이다. 이러한 사정은 태양광 발전을 이용한 가로등의 개발가능성을 말해준다. 본 발명은 이러한 성능을 가진 태양광모듈을 가로등에 접목시키는 것을 내용으로 한다.

대한민국 특허출원 제10-2013-0102321호 대한민국 특허출원 제10-2014-0106861호

위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은 태양광발전을 이용한 가로등을 제공하는 것을 목적으로 한다. 좀 더 구체적으로는 플렉시블한 태양광전지판을 이용함으로써 부피를 크게 줄일 수 있으며, 방열기능을 포함하고 있으며 외관이 미려하며 깨지는 등 손상될 우려가 거의 없는, 태양광발전을 이용한 가로등 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 지면에 직립되게 설치되는 지주와, 상기 지주의 상단에 설치되는 램프를 포함하는 가로등본체;

상기 가로등본체의 지주 외부에 설치되는 것으로서 빛으로부터 발전을 일으키고 상기 램프에 전력을 공급하는 발전유닛; 상기 발전유닛에서 생성된 전력을 저장하는 충전부; 및

상기 발전유닛에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열수단;

을 포함하되; 상기 발전유닛은,

상기 지주의 외부에 끼워지는 것으로서 인발 또는 압출에 의해 제작되는 원통 형상의 설치관; 상기 설치관의 외표면을 감싼 상태로 고정되는 것으로서 전지셀이 설치되어 있는 시트 형태의 발전시트; 상기 발전시트를 상기 설치관에 고정시키기 위한 발전시트 고정수단;을 포함하되;

상기 발전시트 고정수단은,

상기 설치관의 길이방향을 따라 전체 구간에 마련되는 결합홈;

발전시트의 양쪽 가장자리를 누르는 가압판과, 상기 가압판의 중간지점에서 직각으로 연장되는 것으로서 상기 결합홈에 끼워져 결합되는 결합돌기로 구성되는 시트고정바;를 포함하며;

상기 방열수단은,

상기 설치관의 하단과 상기 지주 사이에 개입 고정되는 것으로서, 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 하측통기공이 마련되어 있는 하부고정링;

상기 설치관의 상단과 상기 지주 사이에 개입 고정되는 것으로서, 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 상측통기공이 마련되어 있는 상부고정링;을 포함함으로써, 상기 설치관과 지주 사이의 공간(S)으로 공기가 소통되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 가로등 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 상기 발전시트의 전선연결 단자부는 발전시트의 외부로 돌출되지 않고 그의 내부에 마련되며;

상기 설치관에는 상기 전선연결 단자부가 위치되는 지점에 단자 설치공이 마련되어 있을 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 발전시트가 외부에 드러나 있는 구조로써 구성을 단순하게 하여 제작비용을 절감할 수 있으며;

기존에 이미 설치되어 있는 가로등에도 부가적으로 설치할 수 있어 활용도를 높일 수 있으며;

태양광 패널이 플렉시블한 시트로 대체됨으로써 미관이 향상되며;

방열구조를 가짐으로써 태양광모듈의 발열에 의한 폐해가 없는, 태양광발전을 이용한 가로등 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 태양광발전을 이용한 가로등 장치의 설치상태의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 태양광발전을 이용한 가로등 장치의 설치상태의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 태양광발전을 이용한 가로등 장치의 발전유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 태양광발전을 이용한 가로등 장치의 발전유닛의 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 A-A선을 따라 취한 개략 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 태양광발전을 이용한 가로등 장치(이하, ‘가로등장치’라 한다)는 가로등본체(1)와, 발전유닛(3), 충전부 및 방열수단을 포함하고 있다.

가로등본체(1)는 지면에 직립되게 설치되는 지주(5)와, 상기 지주(5)의 상단에 설치되는 램프(7)를 포함한다. 램프(7)는 지주(5)의 상단에서 측방향으로 연장되는 아암(미도시됨)에 설치되거나 지주(5)에 직접 설치된다. 일반적으로 지주(5)는 지면에 고정되는 하부지주(5a)와 하부지주(5a)의 상단에 연결되는 것으로서 그보다 작은 직경을 가진 중간지주(5b)와, 중간지주(5b)의 상단에 연결되는 상부지주(5c)를 포함한다. 그리고 상황에 따라서는 중간지주(5b) 또는 상부지주(5c)는 생략될 수도 있다. 보안등으로 사용되는 경우가 그러하다.

발전유닛(3)은 태양광을 포함한 각종 빛으로부터 발전을 일으키고 램프(7)에 전력을 공급하는 것으로서 가로등본체(1)의 지주(5) 외부에 설치된다. 특히 도시된 바에 의하면 상부지주(5c)의 외부에 끼워져 설치된다. 발전유닛(3)은 중간지주(5b)와 상부지주(5c)의 경계에 있는 어깨부위(11)에 안착된다.

충전부는 발전유닛(3)에서 생성된 전력을 저장하여 램프(7)에 일정하게 전력을 공급하도록 한다. 충전부는 배터리(13)가 주된 구성요소이며, 하부지주(5a)의 내부에 설치된다. 사용자는 커버(15)를 개방한 다음 하부지주(5a) 내부로 접근할 수 있다.

발전유닛(3)은 설치관(17), 발전시트(19) 및 발전시트 고정수단을 포함한다. 설치관(17)은 지주(5)의 외부에 끼워지는 것으로서 인발 또는 압출에 의해 제작되며 원통 형상으로 되어 있다. 설치관(17)은 열전달율이 높은 알루미늄이 적합하다.

실질적으로 태양광모듈이 되는 발전시트(19)는 설치관(17)의 외표면을 감싼 상태로 고정된다. 발전시트(19)의 표면은 합성수지 필름으로 되어 있다. 발전시트(19)는 1 ~ 2mm 정도의 두께를 가지며 설치관(17)에 감길 수 있도록 플렉시블하다. 발전시트(19)는 접착제로써 설치관(17)에 접착될 수도 있다.

발전시트 고정수단은 발전시트(19)를 설치관(17)에 고정시키기 위한 수단이다.

발전시트(19)는, 예를 들어 ㈜제이와이테크솔라(www.jytechsolar.com)에서 취급하는 플렉시블한 시트 형태의 태양광모듈을 이용한 것일 수 있다. 근래 출시되고 있는 발전시트(19)는 태양광이 직접적으로 비추지 않는 경우, 예를 들어 흐린날 또는 우천시에도 발전을 일으킬 수 있는 성능을 갖고 있는데, 본 발명은 이러한 성능을 가진 태양광모듈을 이용한다.

상기 발전시트 고정수단은, 설치관(17)의 길이방향을 따라 전체 구간에 마련되는 결합홈(21)과 결합홈(21)에 결합되는 시트고정바(23)를 포함한다.

시트고정바(23)는 발전시트(19)의 양쪽 가장자리(19a,19b)를 누르는 가압판(25)과, 가압판(25)의 중간지점에서 직각으로 연장되는 것으로서 결합홈(21)에 쐐기 형태로 끼워져 쉽게 빠질 수 없도록 되어 있는 결합돌기(27)로 구성된다.

결합돌기(27)는 분할 형성된 2개의 핑거가 탄성적으로 오므려지면서 결합홈(21)에 끼워질 수 있도록 구성되어 있다. 도 5에 도시된 것처럼 가압판(25)과 발전시트(19)의 경계를 따라서 실리콘(28)이 도포되어 고정성을 향상시킬 수 있다.

방열수단은 발전유닛(3)에서 발생하는 열을 방출하기 위한 것이다. 상기 방열수단은 하부고정링(29)과 상부고정링(31)을 포함한다. 실시예에 따라서 중간고정링이 더 포함될 수 있는데, 이는 지주(5)의 길이가 길 경우에 더 추가되는 것이다. 하부고정링(29)과 상부고정링(31)은 설치관(17)의 하단과 상단에 각각 용접, 볼트 또는 나사결합 등의 체결방법으로 고정된다.

하부고정링(29)은 설치관(17)의 하단과 지주(5), 특히 중간지주(5b) 사이에 개입 고정되는 것이다. 하부고정링(29)의 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 하측통기공(33)이 마련되어 있다.

상부고정링(31)은 설치관(17)의 상단과 지주(5), 특히 주로 상부지주(5c)에 개입 고정되는 것이다. 상부고정링(31)의 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 상측통기공(35)이 평면상 "

"와 같은 형태로 마련되어 있다. 상부고정링(31)에는 원주방향을 따라 측방향으로 복수 개의 탭공(36)이 마련되어 있다. 이 탭공(36)에는 무두볼트(38)가 나사결합된다. 무두볼트(38)를 탭공(36)에 체결하여 상부지주(5c)를 압박함으로써 상부고정링(31)을 상부지주(5c)에 고정시킬 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면 설치관(17)과 지주(5) 사이의 공간(S)은 상하로 개방되어 있게 된다. 이로써 도 2에서 화살표(K)로 표시된 것처럼 외부공기가 이 공간(S)으로 유입 및 배출될 수 있으며, 결과적으로 발전시트(19)를 냉각시키는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 발전시트(19)의 전선연결 단자부(37)는 발전시트(19)의 외부로 돌출되지 않고 그의 내부에 마련된다. 이와 같은 구성에 의하면 발전시트(19)를 연속적으로 설치하는 경우에도 이음새에 틈이 거의 없게 할 수 있다.

설치관(17)에는 전선연결 단자부(37)가 위치되는 지점에 단자설치공(39)이 마련될 수 있다. 발전시트(19)에서 연장되는 전기선(41)은 이 단자설치공(39)을 통해 하부지주(5a)의 충전부에 연결된다. 상기 발전시트(19)의 상단에는 "

"와 같은 패임부(40)가 마련되며 이 패임부(40)가 위치한 곳에 단자부(37)가 설치되고 있다.

본 발명의 실시예에 의하면 지주(5)의 내주면에는 길이방향을 따라 리브(42, rib)가 돌출 형성되어 있다. 리브(42)는 강도 보강을 위한 것이며 원주방향을 따라 복수 개가 마련될 수 있다. 또한 지주(5)의 내주면으로부터는 전선을 끼워 고정시키기 위한 전선홀더(43)가 일체형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면 설치관(17)의 내주면에는 원주방향을 따라 간격을 두고서 "

"와 같은 형태의 나사체결구(45)가 마련될 수 있다. 이 나사체결구(45)에는 체결용나사가 결합될 수 있다. 나사체결구(45)를 이용하여 덮개(미도시됨)를 설치관(17)에 설치할 수도 있고 지면에 설치된 앵커수단에 고정시킬 수도 있다.

이 나사체결구(45)는 설치관(17)의 강도를 보강하는 한편, 설치관(17)을 가로등이 아닌 다른 형태의 조명장치로도 활용할 수 있게끔 한다. 예를 들어 볼라드와 같은 지주형 부재에도 설치관(17)을 활용할 수 있도록 한다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.

1: 가로등본체 3 : 발전유닛
5 : 지주 5a : 하부지주
5b : 중간지주 5c : 상부지주
7 : 램프 11 : 어깨부위
13 : 배터리 ` 15 : 커버
17 : 설치관 19 : 발전시트
21 : 결합홈 23 : 시트고정바
25 : 가압판 27 : 결합돌기
28 : 실리콘 29 : 하부고정링
31 : 상부고정링 33 : 하측통기공
35 : 상측통기공 36 : 탭공
37 : 전선연결 단자부 38 : 무두볼트
39 : 단자설치공 40 : 패임부
41 : 전기선 42 : 리브
43 : 전선홀더 45 : 나사체결구

Claims

지면에 직립되게 설치되는 지주(5)와, 상기 지주(5)의 상단에 설치되는 램프(7)를 포함하는 가로등본체(1);
상기 가로등본체(1)의 지주(5) 외부에 설치되는 것으로서 빛으로부터 발전을 일으키고 상기 램프(7)에 전력을 공급하는 발전유닛(3); 상기 발전유닛(3)에서 생성된 전력을 저장하는 충전부; 및
상기 발전유닛(3)에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열수단;
을 포함하되; 상기 발전유닛(3)은,
상기 지주(5)의 외부에 끼워지는 것으로서 인발 또는 압출에 의해 제작되는 원통 형상의 설치관(17); 상기 설치관(17)의 외표면을 감싼 상태로 고정되는 것으로서 태양광모듈이 되는 시트 형태의 발전시트(19); 상기 발전시트(19)를 상기 설치관(17)에 고정시키기 위한 발전시트 고정수단;을 포함하며;
상기 발전시트 고정수단은,
상기 설치관(17)의 길이방향을 따라 전체 구간에 마련되는 결합홈(21);
상기 발전시트(19)의 양쪽 가장자리(19a,19b)를 누르는 가압판(25)과, 상기 가압판(25)의 중간지점에서 직각으로 연장되는 것으로서 상기 결합홈(21)에 끼워져 결합되는 결합돌기(27)로 구성되는 시트고정바(23);를 포함하며;
상기 방열수단은,
상기 설치관(17)의 하단과 상기 지주(5) 사이에 개입 고정되는 것으로서, 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 하측통기공(33)이 마련되어 있는 하부고정링(29);
상기 설치관(17)의 상단과 상기 지주(5) 사이에 개입 고정되는 것으로서, 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 상측통기공(35)이 마련되어 있는 상부고정링(31);을 포함함으로써, 상기 설치관(17)과 지주(5) 사이의 공간(S)으로 공기가 소통되도록 하며;
상기 상부고정링(31)의 내경의 원주방향을 따라 복수 개의 상측통기공(35)이 평면상 "
"와 같은 형태로 마련되어 있으며;
상기 상부고정링(31)에는 원주방향을 따라 측방향으로 복수 개의 탭공(36)이 마련되어 있고, 상기 탭공(36)에는 상부지주(5c)를 압박함으로써 상부고정링(31)을 상부지주(5c)에 고정시킬 수 있도록 무두볼트(38)가 나사결합되며;
상기 발전시트(19)의 전선연결 단자부(37)는 발전시트(19)의 외부로 돌출되지 않고 그의 내부에 마련될 수 있도록 상기 발전시트(19)의 상단에는 "
"와 같은 패임부(40)가 마련되며;
상기 설치관(17)에는 상기 전선연결 단자부(37)가 위치되는 지점에 단자 설치공(39)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 가로등 장치.
제1항에 있어서,
상기 설치관(17)의 내주면에는 원주방향을 따라 간격을 두고서 "
"와 같은 형태로 나사체결구(45)가 마련되는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 가로등 장치.
제1항에 있어서,
상기 지주(5)의 내주면에는 강도 보강을 위한 것으로서 길이방향을 따라 리브(42, rib)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전을 이용한 가로등 장치.