KR102163719B1 - Sunlight street lamp and method for operating thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 가로등 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar street light and a method of operating the same.
태양광 발전시스템은, 반도체로 구성된 태양전지판에 태양광이 조사되면 광 기전력현상에 의하여 전류가 발생하는데, 이렇게 발전된 전력를 충전하여 실생활에 사용할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 태양광 발전시스템은 계통연계형 태양광 발전시스템과 독립형 태양광 발전시스템으로 크게 분류된다.In the solar power generation system, when sunlight is irradiated on a solar panel composed of a semiconductor, an electric current is generated by a photovoltaic phenomenon, and the generated electric power is charged so that it can be used in real life. These solar power generation systems are largely classified into grid-connected solar power generation systems and independent solar power generation systems.
계통연계형 태양광 발전시스템은 계통전원과 연계된 시스템을 말하는데, 태양광발전 전력이 가정에서 소비되는 전력에 못 미치는 경우, 계통전원으로부터 부족분을 공급받고, 태양광발전 전력이 가정에서 소비되는 전력을 초과할 경우에는 역으로 그 잉여전력을 계통전원 측으로 공급한다Grid-connected photovoltaic power generation system refers to a system connected with grid power. If the photovoltaic power generation is less than the power consumed in the home, a shortage is supplied from the grid power and the photovoltaic power is the power consumed in the home. If it exceeds, the surplus power is supplied to the grid power side in reverse.
그리고, 독립형 태양광 발전시스템은 계통전원과 연계되지 않고, 배터리가 구비되어, 태양광발전 전력이 가정에서 소비되는 전력을 초과할 경우, 그 잉여전력을 배터리에 충전하고, 태양광발전 전력이 가정에서 소비되는 전력에 못 미치는 경우에는 배터리로부터 충전된 전력을 공급받는다.In addition, the stand-alone solar power generation system is not connected to the grid power source and is equipped with a battery, and when the photovoltaic power generation exceeds the power consumed at home, the surplus power is charged to the battery, and the photovoltaic power is assumed. If it is less than the power consumed by the battery, the charged power is supplied from the battery.
종래의 독립형 태양광 발전시스템은 다음과 같은 문제가 있다.The conventional independent solar power generation system has the following problems.
부하가 소모하는 양이 낮과 밤, 시간에 따라 일정하지 않고, 우천시에는 배터리가 충전되지 않으므로, 배터리를 각 가정의 부하에 맞춰서 용량을 산정해야 한다. 배터리의 용량 산정은 여러 가지 상황이 고려되어야 하므로, 많은 문제점이 따른다.Since the amount consumed by the load is not constant depending on the day, night, and time, and the battery is not charged in rainy weather, the capacity must be calculated according to the load of each household. Calculation of the capacity of the battery has many problems because various situations must be considered.
또한, 배터리는 부하 변동이 심하여 수명이 짧고, 충방전 효율이 낮아서 신뢰성이 많이 떨어진다는 문제점이 있다. 나아가, 배터리는 고가여서 교체 시 비용이 많이 들어 비용면에서 경제성이 떨어진다.In addition, the battery has a problem in that the lifespan is short due to severe load fluctuations, and the reliability of the battery is low due to low charge and discharge efficiency. Furthermore, the battery is expensive, so it is expensive to replace it, and the cost is inferior.
본 발명은 독립형 태양광 발전을 이용하여 발전된 전력을 배터리에 충전하고 충전된 전력으로 조명을 점등시키며, 배터리에 충방전되는 전력을 모니터링하여 조명의 점등을 제어하는 태양광 가로등 및 이의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a solar street light for controlling the lighting of the lighting by charging the electric power generated by the independent solar power generation into a battery and turning on the lighting with the charged electric power, and monitoring the electric power charged and discharged in the battery, and an operation method thereof. It is to do.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 가로등이 개시된다.According to an aspect of the present invention, a solar street light is disclosed.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등은, 태양광 에너지로부터 전력을 생산하는 태양전지부, 상기 생산된 전력으로부터 발전전력량을 측정하는 제1 측정부, 상기 생산된 전력의 전압 또는 전류를 충전가능전압 또는 충전가능전류로 변환한 충전가능전력을 출력하는 충전제어부, 상기 충전가능전력을 충전하는 배터리부, 상기 배터리부의 충전전력량을 측정하는 제2 측정부, 상기 배터리부의 충전전력을 이용하여 점등되는 조명부, 상기 조명부의 소비전력량을 측정하는 제3 측정부, 상기 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 출력하는 디스플레이부, 상기 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 모니터링하고, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 배터리부의 충전을 제어하고, 상기 조명부의 점등을 제어하여 상기 배터리부의 방전을 제어하는 전력 제어부를 포함하되, 상기 전력 제어부는, 일몰시간부터 일출시간까지 상기 조명부가 점등되도록 제어하고, 상기 일출시간부터 상기 일몰시간까지 상기 배터리부가 충전되도록 제어하며, 상기 충전전력량이 미리 설정된 중간레벨 미만인 경우, 상기 조명부의 점등시간을 조정하고, 상기 조명부에 포함된 복수의 LED 전구의 점등 개수를 조정하고, 상기 충전전력량이 미리 설정된 최소치인 경우, 상기 조명부가 강제 소등되도록 제어한다.A solar street light according to an embodiment of the present invention includes a solar cell unit that generates power from solar energy, a first measurement unit that measures the amount of generated power from the generated power, and can charge the voltage or current of the generated power. A charging control unit that outputs chargeable power converted into voltage or chargeable current, a battery unit that charges the chargeable power, a second measurement unit that measures the amount of charging power of the battery unit, and is lit by using the charging power of the battery unit. The lighting unit, a third measuring unit that measures the amount of power consumption of the lighting unit, a display unit that outputs the measured amount of generated power, the amount of charging power, and the amount of power consumption, the measured amount of generated power, the amount of charging power, and the amount of power consumption are monitored, and the monitoring result And a power control unit configured to control charging of the battery unit according to the battery unit and control lighting of the lighting unit to control discharging of the battery unit, wherein the power control unit controls the lighting unit to be turned on from sunset time to sunrise time, and the Controls the battery unit to be charged from sunrise time to sunset time, and when the charging power amount is less than a preset intermediate level, adjusts the lighting time of the lighting unit, and adjusts the number of lighting of a plurality of LED bulbs included in the lighting unit , When the charging power amount is a preset minimum value, the lighting unit is controlled to be forcibly turned off.
상기 제2 측정부는, 미리 설정된 상온에 대하여 미리 설정된 상기 배터리부의 최대전압 및 최소전압과 미리 설정된 저온에 대하여 미리 설정된 상기 배터리부의 최대전압 및 최소전압을 이용하여, 기온에 따라 상기 배터리부의 측정 전압으로부터 상기 충전전력량을 산출한다.The second measurement unit uses the maximum and minimum voltages of the battery unit set in advance for a preset room temperature, and the maximum and minimum voltages of the battery unit set in advance for a preset low temperature, from the measured voltage of the battery unit according to temperature. The charging power amount is calculated.
상기 전력 제어부는, 상기 태양전지부의 발전이 이루어져 상기 발전전력량이 측정되면 상기 충전제어부로부터 출력되는 상기 충전가능전력이 상기 배터리부로 공급되도록 제어하고, 상기 측정된 충전전력량이 상기 배터리부의 최대충전전력량 이상이 되면 상기 배터리부의 과충전을 방지하기 위하여 상기 충전가능전력이 상기 배터리부로 공급되는 것을 차단한다.The power control unit controls the chargeable power output from the charging control unit to be supplied to the battery unit when the solar cell unit generates electricity and the amount of generated power is measured, and the measured amount of charging power is the maximum amount of charging power of the battery unit When abnormality occurs, the rechargeable power is blocked from being supplied to the battery unit in order to prevent overcharging of the battery unit.
상기 전력 제어부는 상기 충전전력량, 상기 소비전력량 및 미리 설정된 기본방전전력량을 이용하여, 상기 배터리부의 현재 충전전력량에 따른 상기 조명부의 점등 가능 시간을 추정하고, 상기 추정된 점등 가능 시간을 상기 디스플레이부가 출력하도록 제어한다.The power control unit estimates the lighting possible time of the lighting unit according to the current charging power amount of the battery unit, using the charging power amount, the power consumption amount, and a preset basic discharge power amount, and the display unit outputs the estimated lighting possible time. To be controlled.
상기 점등가능시간은, 상기 조명부가 점등되어 상기 소비전력량이 발생한 경우, 상기 충전전력량을 상기 소비전력량으로 나누어 산출되고, 상기 조명부가 소등되어 상기 소비전력량이 미발생한 경우, 상기 충전전력량을 상기 기본방전전력량으로 나누어 산출된다.The lighting available time is calculated by dividing the charging power amount by the power consumption amount when the lighting unit is turned on and the power consumption amount is generated, and when the lighting unit is turned off and the power consumption amount does not occur, the charging power amount is the basic discharge It is calculated by dividing by the amount of electricity.
상기 전력 제어부는 상기 충전전력량이 상기 중간레벨 미만인 경우, 상기 조명부가 점등된 시간부터 미리 설정된 시간동안만 점등되도록 제어하거나, 미리 설정된 일몰 후 지연시간부터 미리 설정된 일출 전 앞선시간까지 상기 조명부가 점등되도록 제어하며, 상기 점등시간의 조정을 알리고 사용상 주의를 나타내는 표시를 상기 디스플레이부가 출력하도록 제어한다.When the charging power amount is less than the intermediate level, the power control unit controls the lighting unit to be turned on only for a preset time from the time when the lighting unit is turned on, or so that the lighting unit is turned on from a preset delay time after sunset to a pre-set time before sunrise. Controls, and controls the display unit to output a display indicating the adjustment of the lighting time and caution in use.
상기 디스플레이부는 상기 배터리부의 현재 충전전력량을 나타내는 2개의 녹색 표시등 및 1개의 적색 표시등을 포함하되, 상기 전력 제어부는, 상기 충전전력량이 상기 중간레벨 이상인 경우, 상기 2개의 녹색 표시등이 점등되고, 상기 충전전력량이 상기 중간레벨 미만인 경우, 1개의 녹색 표시등이 점등되고, 상기 충전전력량이 미리 설정된 하위레벨 미만인 경우, 상기 1개의 적색 표시등이 점등되도록 제어한다.The display unit includes two green indicators and one red indicator indicating the current charging power amount of the battery unit, wherein the power control unit is configured to light up the two green indicators when the charging power amount is higher than the intermediate level, and the When the charging power amount is less than the intermediate level, one green indicator light is turned on, and when the charging power amount is less than a preset lower level, the one red indicator light is controlled to be lit.
상기 전력 제어부는 상기 충전전력량이 상기 하위레벨 미만인 경우, 상기 충전전력량의 저용량 경고 및 소등 경고를 나타내는 표시를 상기 디스플레이부가 출력하도록 제어한다.When the charging power amount is less than the lower level, the power control unit controls the display unit to output a display indicating a low-capacity warning and a light-off warning of the charging power amount.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 태양전지부, 배터리부 및 조명부를 포함하는 태양광 가로등의 동작 방법이 개시된다.According to another aspect of the present invention, a method of operating a solar street light including a solar cell unit, a battery unit, and a lighting unit is disclosed.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 동작 방법은, 일몰시간부터 일출시간까지 상기 조명부를 점등하고, 상기 일출시간부터 상기 일몰시간까지 상기 배터리부의 충전을 수행하는 단계, 상기 태양전지부의 발전전력량, 상기 배터리부 충전전력량 및 상기 조명부의 소비전력량을 측정하여 모니터링하는 단계, 상기 충전전력량이 미리 설정된 중간레벨 미만인 경우, 상기 조명부의 점등시간을 조정하는 단계, 상기 조명부에 포함된 복수의 LED 전구의 점등 개수를 조정하는 단계 및 상기 충전전력량이 미리 설정된 최소치인 경우, 상기 조명부를 강제 소등시키는 단계를 포함한다.A method of operating a solar street light according to an embodiment of the present invention includes the steps of lighting the lighting unit from sunset time to sunrise time, charging the battery unit from sunrise time to sunset time, and power generation of the solar cell unit. Measuring and monitoring the amount of power, the amount of power charged to the battery unit, and the amount of power consumption of the lighting unit, when the amount of charging power is less than a preset intermediate level, adjusting the lighting time of the lighting unit, a plurality of LED bulbs included in the lighting unit And adjusting the number of lights of and when the charging power amount is a preset minimum value, forcibly turning off the lighting unit.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등 및 이의 동작 방법은, 독립형 태양광 발전을 이용하여 발전된 전력을 배터리에 충전하고 충전된 전력으로 조명을 점등시키며, 배터리에 충방전되는 전력을 모니터링하여 조명의 점등을 제어함으로써, 고가인 배터리의 수명을 연장시켜 전체 시스템의 안정도 및 신뢰성을 향상시키고, 비용을 절감시킬 수 있다.The solar street light and its operation method according to an embodiment of the present invention include charging the electric power generated by independent solar power generation into a battery, turning on the lighting with the charged electric power, and monitoring the electric power charged and discharged in the battery. By controlling the lighting, it is possible to extend the life of the expensive battery, improve the stability and reliability of the entire system, and reduce the cost.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 동작 방법을 나타낸 흐름도.1 is a view schematically illustrating the configuration of a solar street light according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the configuration of a solar street light according to the embodiment of the present invention of FIG.
3 is a flowchart showing a method of operating a solar street light according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 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, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Singular expressions used in the present specification include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various elements or various steps described in the specification, and some of the elements or some steps It may not be included, or it should be interpreted that it may further include additional elements or steps. In addition, terms such as "... unit" and "module" described in the specification mean units that process at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. .
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 1을 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등에 대하여 설명하되, 도 2를 참조하기로 한다.1 is a view schematically illustrating a configuration of a solar street light according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the configuration of a solar street light according to an embodiment of the present invention of FIG. Hereinafter, a solar street light according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but reference will be made to FIG. 2.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등은 태양전지부(10), 제1 측정부(20), 충전제어부(30), 배터리부(40), 제2 측정부(50), 조명부(60), 제3 측정부(70), 디스플레이부(80) 및 전력제어부(90)를 포함한다.1, a solar street light according to an embodiment of the present invention includes a
태양전지부(10)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써, 전력을 생산하는 발전장치이다.The
예를 들어, 태양전지부(10)는 복수의 태양전지가 배열된 태양전지판을 포함하여 구성될 수 있다.For example, the
제1 측정부(20)는 태양전지부(10)에 의하여 발전된 전력으로부터 발전전력량을 측정한다. 예를 들어, 제1 측정부(20)는 태양전지부(10)로부터 출력되는 전력의 전압 또는 전류를 측정하고, 측정된 전압 또는 전류로부터 발전전력량을 산출할 수 있다.The
충전제어부(30)는 태양전지부(10)로부터 공급되는 발전전력의 전압 또는 전류를 배터리부(40)의 충전가능전압 또는 충전가능전류로 변환한 충전가능전력을 출력한다.The
예를 들어, 충전제어부(30)는 태양광 충전 제어기(Solar Charge Controller)일 수 있으며, 태양광 충전 제어기는 PWM(Pulse Width Modulation) 또는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 방식으로 발전전력을 충전가능전력으로 변환할 수 있다.For example, the
배터리부(40)는 충전제어부(30)가 출력하는 충전가능전력을 충전한다.The
제2 측정부(50)는 배터리부(40)에 충전된 전력의 충전전력량을 측정한다. 예를 들어, 제2 측정부(50)는 배터리부(40)의 전압을 측정하고, 측정된 전압을 이용하여 배터리부(40)의 충전전력량을 추정할 수 있다. 즉, 제2 측정부(50)는 전압과 배터리잔량의 관계를 나타내는 미리 설정된 함수를 이용하여 배터리부(40)에서 측정된 전압으로부터 배터리부(40)의 충전전력량을 산출할 수 있다. 여기서, 전압과 배터리잔량은 비례할 수 있다.The
다른 실시예에 따르면, 제2 측정부(50)는 미리 설정된 상온에 대하여 미리 설정된 배터리부(40)의 최대전압 및 최소전압과 미리 설정된 저온에 대하여 미리 설정된 배터리부(40)의 최대전압 및 최소전압을 이용하여, 기온이 상온 또는 저온인 경우에 따라 배터리부(40)의 충전전력량에 상응하는 배터리부(40)의 충전상태를 산출할 수 있다. 여기서, 최대전압은 충전전력량이 100%가 되는 배터리부(40)의 전압이고, 최소전압은 충전전력량이 0%가 되는 배터리부(40)의 전압이다. 즉, 제2 측정부(50)는 미리 설정된 최대전압과 최소전압을 기준으로 측정 전압의 비율(%)을 산출함으로써, 배터리부(40)의 충전전력량에 상응하는 배터리부(40)의 충전상태를 산출할 수 있다.According to another embodiment, the
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등은 기온을 측정하는 온도센서부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 사용되는 배터리에 따른 상온 및 저온에 대한 최대전압 및 최소전압을 사용자로부터 입력받을 수 있다.To this end, the solar street light according to the embodiment of the present invention may further include a temperature sensor unit (not shown) for measuring the temperature, and the maximum and minimum voltages for room temperature and low temperature according to the used battery are obtained from the user. Can be input.
예를 들어, 상온은 섭씨 25도, 저온은 섭씨 영하 15도, 상온에서의 최대전압 및 최소전압은 각각 13V 및 12V, 저온에서의 최대전압 및 최소전압은 12.3V 및 11.3V로 설정될 수 있다.For example, the room temperature can be set to 25 degrees Celsius, the low temperature is -15 degrees Celsius, the maximum and minimum voltages at room temperature are 13V and 12V, respectively, and the maximum and minimum voltages at low temperature can be set to 12.3V and 11.3V. .
조명부(60)는 배터리부(40)로부터 공급되는 충전전력을 이용하여 점등된다.The
조명부(60)는 복수의 LED 전구를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명부(60)는 2개의 녹색 LED 전구 및 1개의 적색 LED 전구를 포함하여 구성될 수 있다.The
제3 측정부(70)는 충전전력이 조명부(60)로 공급되어 조명부(60)가 소비한 전력의 소비전력량을 측정한다. 예를 들어, 제3 측정부(70)는 조명부(60)로 공급되는 전력의 전압 또는 전류를 측정하고, 측정된 전압 또는 전류로부터 소비전력량을 산출할 수 있다.The
디스플레이부(80)는 후술할 전력제어부(90)가 획득하거나 처리하여 생성한 정보를 출력한다. 예를 들어, 디스플레이부(80)는 액정 디스플레이(liquid crystal display) 등으로 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이부(80)와 터치 동작을 감지하는 센서가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(즉, 터치 스크린), 디스플레이부(80)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.The
또한, 디스플레이부(80)는 배터리부(40)의 현재 충전전력량을 나타내는 복수의 표시등을 포함한다.In addition, the
예를 들어, 디스플레이부(80)는 2개의 녹색 표시등 및 1개의 적색 표시등을 포함하여 구성될 수 있다. 그래서, 충전전력량이 중간레벨 이상인 경우, 2개의 녹색 표시등이 점등되고, 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 1개의 녹색 표시등이 점등되고, 충전전력량이 미리 설정된 하위레벨 미만인 경우, 1개의 적색 표시등이 점등될 수 있다.For example, the
전력 제어부(90)는 제1 측정부(20), 제2 측정부(50) 및 제3 측정부(70)에 의하여 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 배터리부(40)의 충전을 제어하고, 조명부(60)의 점등을 제어하여 배터리부(40)의 방전을 제어한다.The
우선, 전력 제어부(90)는 기본 설정에 따라 배터리부(40)의 충전과 방전을 제어한다. 이때, 전력 제어부(90)는 실시간 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 디스플레이부(80)가 실시간 출력하도록 제어할 수 있다.First, the
예를 들어, 전력 제어부(90)는 기본적으로, 일몰시간부터 일출시간까지는 조명부(60)가 점등되도록 제어하고, 나머지 시간 즉, 일출시간부터 일몰시간까지는 배터리부(40)가 충전되도록 제어할 수 있다. 이때, 일몰시간 및 일출시간은 도 2에 도시된 바와 같이, 미리 측정된 월별대표일출시간 및 월별대표일몰시간이 적용될 수 있다.For example, the
그리고, 전력 제어부(90)는 태양전지부(10)의 발전이 이루어져 발전전력량이 측정되면 충전제어부(30)로부터 출력되는 충전가능전력이 배터리부(40)로 공급되도록 제어하고, 측정된 충전전력량이 배터리부(40)의 최대충전전력량 이상이 되면 배터리부(40)의 과충전을 방지하기 위하여 충전가능전력이 배터리부(40)로 공급되는 것을 차단함으로써, 배터리부(40)의 충전을 제어할 수 있다.In addition, the
그리고, 전력 제어부(90)는 측정된 충전전력량과 소비전력량, 미리 설정된 기본방전전력량을 이용하여, 배터리부(40)의 현재 충전전력량에 따른 조명부(60)의 점등 가능 시간을 추정한다. 이때, 전력 제어부(90)는 추정된 조명부(60)의 점등 가능 시간을 디스플레이부(80)가 출력하도록 제어할 수 있다.In addition, the
즉, 전력 제어부(90)는 조명부(60)가 점등되어 소비전력량이 발생한 경우, 실시간 측정된 충전전력량을 실시간 측정된 소비전력량으로 나누어 점등가능시간을 산출할 수 있다.That is, when the
그리고, 전력 제어부(90)는 조명부(60)가 소등되어 소비전력량이 미발생한 경우, 실시간 측정된 충전전력량을 미리 설정된 기본방전전력량으로 나누어 점등가능시간을 산출할 수 있다.In addition, when the
예를 들어, 배터리부(40)의 최대충전전류가 135Ah이고, 배터리부(40)의 최대충전전압이 12V라고 가정하면, 배터리부(40)의 최대충전전력량은 135Ah*12V=1620Wh가 될 수 있다. 그리고, 최대충전전력량인 1620Wh을 현재 측정된 소비전력량으로 나누면 동작가능시간이 산출될 수 있다. 그리고, 소비전력이 없어 소비전력량이 측정되지 않는 경우, 최대충전전력량인 1620Wh을 미리 설정된 기본방전전력량으로 나누면 동작가능시간이 산출될 수 있다. 여기서, 기본방전전력량을 60W로 가정하면, 최대 동작가능시간이 1620Wh/60W=27로 산출될 수 있다.For example, assuming that the maximum charging current of the
한편, 전력 제어부(90)는 시간경과에 따른 배터리부(40)의 충전전력량의 증가율을 이용하여 충전완료시간을 산출하고, 산출된 충전완료시간을 디스플레이부(80)가 출력하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 전력 제어부(90)는 모니터링을 통해 측정된 충전전력량이 미리 설정된 중간레벨 미만인지 여부를 판단하고, 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 조명부(60)의 점등시간을 조정한다. 예를 들어, 중간레벨은 최대충전전력량의 60%로 설정될 수 있으며, 30%~80% 범위에서 설정될 수 있다. 이때, 전력 제어부(90)는 점등시간 조정을 알리고 사용상 주의를 나타내는 표시를 디스플레이부(80)가 출력하도록 제어할 수 있다. In addition, the
즉, 전력 제어부(90)는 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 조명부(60)가 점등된 시간부터 미리 설정된 시간동안만 점등되도록 제어하거나 또는, 미리 설정된 일몰 후 지연시간부터 미리 설정된 일출 전 앞선시간까지 조명부(60)가 점등되도록 제어할 수 있다.That is, when the charging power amount is less than the intermediate level, the
예를 들어, 전력 제어부(90)는 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 일몰 후 2시간, 4시간, 6시간 또는 8시간이후부터 일출시간까지 조명부(60)가 점등되도록 제어할 수 있다. 또는, 전력 제어부(90)는 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 일몰 후 2시간, 4시간 또는 6시간이후부터 일출 1시간 또는 2시간 전까지 조명부(60)가 점등되도록 제어할 수 있다.For example, the
이때, 전력 제어부(90)는 배터리부(40)의 현재 충전전력량을 나타내기 위하여, 디스플레이부(80)에 포함된 복수의 표시등의 점등을 제어할 수 있다.In this case, the
예를 들어, 디스플레이부(80)가 2개의 녹색 표시등 및 1개의 적색 표시등을 포함하여 구성된다고 가정하면, 전력 제어부(90)는 충전전력량이 중간레벨 이상인 경우, 2개의 녹색 표시등이 점등되고, 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 1개의 녹색 표시등이 점등되고, 충전전력량이 미리 설정된 하위레벨 미만인 경우, 1개의 적색 표시등이 점등되도록 제어할 수 있다. 여기서, 하위레벨은 최대충전전력량의 20%로 설정될 수 있으며, 10%~30% 범위에서 설정될 수 있다.For example, assuming that the
전력 제어부(90)는 충전전력량이 미리 설정된 하위레벨 미만인 경우, 충전전력량의 저용량 경고 및 소등 경고를 나타내는 표시를 디스플레이부(80)가 출력하도록 제어할 수 있다.The
또한, 전력 제어부(90)는 모니터링을 통해 측정된 충전전력량이 미리 설정된 최소치인지 여부를 판단하고, 충전전력량이 최소치인 경우, 조명부(60)가 강제 소등되도록 제어한다. 예를 들어, 최소치는 최대충전전력량의 10%로 설정될 수 있다.In addition, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 가로등의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of operating a solar street light according to an embodiment of the present invention.
S210 단계에서, 태양광 가로등은 기본 설정에 따라 동작하여 배터리부의 충전과 방전을 수행한다.In step S210, the solar street light operates according to a default setting to charge and discharge the battery unit.
예를 들어, 태양광 가로등은 기본적으로, 일몰시간부터 일출시간까지는 조명부(60)를 점등하고, 나머지 시간 즉, 일출시간부터 일몰시간까지는 배터리부(40)의 충전을 수행할 수 있다.For example, a solar street light basically turns on the
S220 단계에서, 태양광 가로등은 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 모니터링한다.In step S220, the solar street light monitors the measured amount of generated power, charged power, and consumed power.
이때, 태양광 가로등은 측정된 충전전력량과 소비전력량, 미리 설정된 기본방전전력량을 이용하여 조명부(60)의 점등 가능 시간을 추정한다.At this time, the solar street light estimates the lighting possible time of the
즉, 태양광 가로등은 조명부(60)가 점등되어 소비전력량이 발생한 경우, 실시간 측정된 충전전력량을 실시간 측정된 소비전력량으로 나누어 동작가능시간을 산출할 수 있다. 그리고, 태양광 가로등은 조명부(60)가 소등되어 소비전력량이 미발생한 경우, 실시간 측정된 충전전력량을 미리 설정된 기본방전전력량으로 나누어 동작가능시간을 산출할 수 있다.That is, when the amount of power consumption is generated when the
S230 단계에서, 태양광 가로등은 측정된 충전전력량이 미리 설정된 중간레벨 미만인지 여부를 판단한다.In step S230, the solar street light determines whether the measured charging power amount is less than a preset intermediate level.
S240 단계에서, 태양광 가로등은 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 조명부(60)의 점등시간을 조정한다.In step S240, the solar street light adjusts the lighting time of the
즉, 태양광 가로등은 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 조명부(60)를 점등된 시간부터 미리 설정된 시간동안만 점등시키거나 또는, 미리 설정된 일몰 후 지연시간부터 미리 설정된 일출 전 앞선시간까지 조명부(60)를 점등시킬 수 있다.That is, when the amount of power charged by the solar street light is less than the intermediate level, the
이때, 태양광 가로등은 조명부(60)에 포함된 복수의 LED 전구의 점등 개수를 조정할 수 있다.In this case, the solar street light may adjust the number of lighting of the plurality of LED bulbs included in the
예를 들어, 조명부(60)가 2개의 녹색 LED 전구 및 1개의 적색 LED 전구로 구성된다고 가정하면, 태양광 가로등은 충전전력량이 중간레벨 이상인 경우, 2개의 녹색 LED 전구를 점등시키고, 충전전력량이 중간레벨 미만인 경우, 1개의 녹색 LED 전구를 점등시키고, 충전전력량이 미리 설정된 하위레벨 미만인 경우, 1개의 적색 LED 전구를 점등시킬 수 있다.For example, assuming that the
S250 단계에서, 태양광 가로등은 측정된 충전전력량이 미리 설정된 최소치인지 여부를 판단한다.In step S250, the solar street light determines whether the measured charging power amount is a preset minimum value.
S260 단계에서, 태양광 가로등은 충전전력량이 최소치인 경우, 조명부(60)를 강제 소등시킨다.In step S260, when the amount of power charged by the solar street light is the minimum, the
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.Meanwhile, the constituent elements of the above-described embodiment can be easily grasped from a process point of view. That is, each component can be identified as a respective process. In addition, the process of the above-described embodiment can be easily grasped from the viewpoint of the components of the device.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the above-described technical contents may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiments, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art who have ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes and additions It should be seen as belonging to the following claims.
10: 태양전지부
20: 제1 측정부
30: 충전제어부
40: 배터리부
50:, 제2 측정부
60: 조명부
70: 제3 측정부
80: 디스플레이부
90: 전력제어부10: solar cell unit
20: first measuring unit
30: charging control unit
40: battery part
50:, the second measuring unit
60: lighting unit
70: third measuring unit
80: display unit
90: power control unit
Claims (9)
태양광 에너지로부터 전력을 생산하는 태양전지부;
상기 생산된 전력으로부터 발전전력량을 실시간으로 측정하는 제1 측정부;
상기 생산된 전력의 전압 또는 전류를 충전가능전압 또는 충전가능전류로 변환한 충전가능전력을 출력하는 충전제어부;
상기 충전가능전력을 충전하는 배터리부;
상기 배터리부의 충전전력량을 실시간으로 측정하는 제2 측정부;
상기 배터리부의 충전전력을 이용하여 점등되는 조명부;
상기 조명부의 소비전력량을 실시간으로 측정하는 제3 측정부;
상기 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 출력하는 디스플레이부;
상기 측정된 발전전력량, 충전전력량 및 소비전력량을 모니터링하고, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 배터리부의 충전을 제어하고, 상기 조명부의 점등을 제어하여 상기 배터리부의 방전을 제어하는 전력 제어부를 포함하되,
상기 전력 제어부는,
상기 제2 측정부에 의해 실시간으로 측정된 충전전력량, 상기 제3 측정부에 의해 실시간으로 측정된 소비전력량 및 미리 설정된 기본방전전력량을 이용하여, 상기 제2 측정부에 의해 실시간으로 측정되는 상기 배터리부의 실시간 충전 전력량에 따른 상기 조명부가 점등되었을 때를 기준으로 하는 점등 가능 시간 및 상기 조명부가 소등되었을 때를 기준으로 하는 동작가능시간을 산출하고, 상기 조명부의 점등여부에 따라 상기 조명부가 점등되었을 때는 상기 산출된 점등 가능 시간이 상기 디스플레이부에 실시간으로 출력되도록 제어하고, 상기 조명부가 소등되었을 때는 상기 동작가능시간이 상기 디스플레이부에 실시간으로 출력되도록 제어하되,
상기 조명부가 점등되어 소비전력량이 발생한 경우, 상기 제2측정부에 의해 실시간으로 측정된 충전전력량을 상기 제3 측정부에 의해 실시간으로 측정된 소비전력량으로 나누어 상기 점등가능시간을 산출하고, 상기 조명부가 소등되어 상기 제3 측정부에 의해 실시간으로 측정되는 소비전력량이 미발생한 경우, 상기 제2 측정부에 의해 실시간으로 측정되는 충전전력량을 상기 기본 방전전력량으로 나누어 상기 동작가능시간을 산출하며,
일몰시간부터 일출시간까지 상기 조명부가 점등되도록 제어하고, 상기 일출시간부터 상기 일몰시간까지 상기 배터리부가 충전되도록 제어하며,
상기 충전전력량이 미리 설정된 중간레벨 미만인 경우, 상기 조명부가 점등된 시간부터 미리 설정된 시간 동안만 점등되도록 제어하거나, 일몰 후 미리 설정된 지연시간이 경과된 이후부터 일출 전 미리 설정된 앞선 시간까지 점등되도록 점등시간을 조정하고, 상기 조명부에 포함된 복수의 LED 전구의 점등 개수를 조정하고,
상기 충전전력량이 미리 설정된 최소치인 경우, 상기 조명부가 강제 소등되도록 제어하고,
상기 제2 측정부는,
미리 설정된 상온에서의 상기 배터리부의 최대전압 및 최소전압과 미리 설정된 저온에서의 상기 배터리부의 최대전압 및 최소전압을 기반으로, 기온이 상기 상온 또는 상기 저온인 경우에 따라 상기 배터리부의 측정 전압으로부터 상기 상온 또는 상기 저온에서의 상기 배터리부의 최대전압 및 최소전압 대비 상기 측정 전압의 비율(%)로 충전상태를 산출하며,
상기 최대전압은 상기 충전상태가 100%가 되는 상기 배터리부의 전압이고,
상기 최소전압은 상기 충전상태가 0%가 되는 상기 배터리부의 전압인 것을 특징으로 하는 태양광 가로등.
In the solar street light,
A solar cell unit that generates electric power from solar energy;
A first measuring unit that measures the amount of power generated from the generated power in real time;
A charge control unit for outputting chargeable power obtained by converting the voltage or current of the generated electric power into chargeable voltage or chargeable current;
A battery unit for charging the rechargeable power;
A second measuring unit that measures the amount of charging power of the battery unit in real time;
A lighting unit that is lit using the charging power of the battery unit;
A third measuring unit that measures the amount of power consumption of the lighting unit in real time;
A display unit outputting the measured amount of power generation, amount of charging power, and amount of power consumption;
And a power controller configured to monitor the measured amount of generated power, charge amount, and power consumption, control charging of the battery unit according to the monitoring result, and control lighting of the lighting unit to control discharging of the battery unit,
The power control unit,
The battery measured in real time by the second measurement unit using the amount of charging power measured in real time by the second measurement unit, the power consumption amount measured in real time by the third measurement unit, and a preset basic discharge power amount Calculate the available time for lighting based on when the lighting unit is turned on according to the amount of negative real-time charging power and the available time for operation based on when the lighting unit is turned off, and when the lighting unit is turned on depending on whether the lighting unit is turned on or not The calculated lighting possible time is controlled to be output to the display unit in real time, and when the lighting unit is turned off, the operation possible time is controlled to be output to the display unit in real time,
When the lighting unit is turned on and the amount of power consumption occurs, the amount of power consumption measured in real time by the second measurement unit is divided by the amount of power consumption measured in real time by the third measurement unit to calculate the available lighting time, and the lighting unit When is turned off and the amount of power consumption measured in real time by the third measuring unit does not occur, the amount of charging power measured in real time by the second measuring unit is divided by the basic discharge power amount to calculate the operable time,
Controlling the lighting unit to be turned on from sunset time to sunrise time, and controlling the battery unit to be charged from the sunrise time to the sunset time,
When the charging power level is less than the preset intermediate level, the lighting time is controlled to light only for a preset time from the time when the lighting unit is lit, or to light up from a preset delay time after sunset to a preset time before sunrise. To adjust the number of lights of the plurality of LED bulbs included in the lighting unit,
When the charging power amount is a preset minimum value, the lighting unit is controlled to be forcibly turned off,
The second measuring unit,
Based on the maximum and minimum voltages of the battery unit at a preset room temperature and the maximum and minimum voltages of the battery unit at a preset low temperature, the measured voltage of the battery unit is at a temperature of the room temperature or the low temperature. Or calculating a state of charge as a ratio (%) of the measured voltage to the maximum voltage and the minimum voltage of the battery unit at the low temperature,
The maximum voltage is a voltage of the battery unit at which the state of charge becomes 100%,
The minimum voltage is a solar street light, characterized in that the voltage of the battery unit in the state of charge is 0%.
상기 전력 제어부는,
상기 태양전지부의 발전이 이루어져 상기 발전전력량이 측정되면 상기 충전제어부로부터 출력되는 상기 충전가능전력이 상기 배터리부로 공급되도록 제어하고,
상기 측정된 충전전력량이 상기 배터리부의 최대충전전력량 이상이 되면 상기 배터리부의 과충전을 방지하기 위하여 상기 충전가능전력이 상기 배터리부로 공급되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등.
The method of claim 1,
The power control unit,
When the solar cell unit generates power and the amount of generated power is measured, the chargeable power output from the charge control unit is controlled to be supplied to the battery unit,
When the measured amount of charging power exceeds the maximum amount of charging power of the battery unit, the rechargeable power is blocked from being supplied to the battery unit to prevent overcharging of the battery unit.
상기 디스플레이부는 상기 배터리부의 현재 충전전력량을 나타내는 2개의 녹색 표시등 및 1개의 적색 표시등을 포함하되,
상기 전력 제어부는,
상기 충전전력량이 상기 중간레벨 이상인 경우, 상기 2개의 녹색 표시등이 점등되고,
상기 충전전력량이 상기 중간레벨 미만인 경우, 1개의 녹색 표시등이 점등되고,
상기 충전전력량이 미리 설정된 하위레벨 미만인 경우, 상기 1개의 적색 표시등이 점등되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등.
The method of claim 1,
The display unit includes two green indicators and one red indicator indicating the current amount of charging power of the battery unit,
The power control unit,
When the charging power amount is above the intermediate level, the two green indicators light up,
When the charging power amount is less than the intermediate level, one green indicator lights up,
When the charging power amount is less than a preset lower level, the solar street light, characterized in that controlling so that the one red indicator light.
상기 전력 제어부는 상기 충전전력량이 상기 하위레벨 미만인 경우, 상기 충전전력량의 저용량 경고 및 소등 경고를 나타내는 표시를 상기 디스플레이부가 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등.
The method of claim 7,
And the power control unit controls the display unit to output a display indicating a low-capacity warning and a light-off warning of the charging power amount when the charging power amount is less than the lower level.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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AMND | Amendment | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |