KR102305552B1

KR102305552B1 - 태양광 발전 광선반

Info

Publication number: KR102305552B1
Application number: KR1020190147058A
Authority: KR
Inventors: 김민석; 여예나; 이행우
Original assignee: 상명대학교 천안산학협력단
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-09-27
Also published as: KR20210059520A

Abstract

본 발명은 태양광 발전 광선반에 관한 것으로, 창틀(1)의 하단에 회전힌지(11)에 의해 회전가능하게 설치되는 광선반(10)과, 상기 광선반(10)의 선단에 형성된 결합힌지(12)에 의해 상대회전 가능하게 설치되는 태양광 발전모듈(13)과, 상기 태양광 발전모듈(13)에 연결된 와이어(W)가 풀리거나 감기면서 상기 광선반(10) 및 태양광 발전모듈(13)을 회전시키는 구동모듈(30)과, 상기 태양광 발전모듈(13)로부터 생산된 전력을 저장하는 배터리(36)를 포함하고, 상기 결합힌지(12)에는 탄성부재가 설치되어 상기 태양광 발전모듈(13)이 상기 광선반(10)과 나란하게 연장되는 방향으로 탄성력이 작용한다. 본 발명에 의하면 광선반에 태양광 발전모듈이 설치되어 있으므로 광선반을 제어하기 위한 전력을 자가발전으로 확보하는 효과가 있다.

Description

태양광 발전 광선반{PHOTOVOLTAIC LIGHTSHELF}

본 발명은 태양광 발전 광선반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양의 고도에 따라 최적의 발전 효율 및 채광성능을 발휘할 수 있는 태양광 발전 광선반에 관한 것이다.

최근 문화 수준이 향상됨에 따라 건축 공간의 질적 향상에 대한 요구가 증가하고 있다. 그 중 하나로, 자연광을 실내에 도입하기 위한 기술이 개발되고 있는데, 자연광을 실내에 도입하면 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 밝고 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있다. 이를 통해서 거주자의 생활 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 거주자에게 심리적, 생리적으로 긍정적인 영향을 주게 된다.

이와 같이 자연광을 실내 공간으로 도입하기 위해 종래에는 건물에서 필요한 곳에 창호를 설치하여 자연광이 실내 공간으로 유입되도록 하는데 그쳤다. 창호를 통하여 자연광을 실내 공간으로 유입시킬 경우 창호와 가까운 곳의 주광 조도는 높아지는 반면, 창호와 먼 곳의 주광 조도는 낮아 불균형이 생긴다.

이와 같이 단순히 창호만를 통해 자연광을 실내 공간으로 유입시킬 경우에 발생하는 문제점을 해결하기 위해 광선반(Light Shelf)이 사용되고 있다. 광선반은 실내로 유입되는 자연광을 천장으로 반사시켜 실내조명으로 활용하기 위한 선반형태의 장치를 말한다. 이러한 광선반은 설치되는 장소에 따라 실내형 광선반과 실외형 광선반으로 분류될 수 있다.

이 중에서 실외형 광선반은 자연광을 보다 많이 건물 내부로 유입시킬 수 있지만, 고정된 형태를 가지므로 외부조도에 따라 능동적으로 대처하지 못하고, 따라서 최적의 채광성능을 발휘하기 어려운 단점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 외부조도에 따라서 능동적으로 광선반의 각도가 변화하면서 채광성능을 높이는 기술이 개발되었다. 그러나, 이러한 광선반은 광선반의 각도를 변화시키는 구동모듈이 전력을 공급받기 위한 구조가 복잡하여 설치가 어렵고, 대형이어서 창틀 또는 건물의 외벽에 설치하기에 공간확보의 어려움이 있었다.

001)대한민국등록특허 10-1591077호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구동모듈이 전력을 공급받기 위한 구조없이 광선반에 구비된 태양광 발전모듈로 자체적으로 구동이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광선반의 각도를 조절하는 구동모듈 및 보조프레임의 구조를 간소화 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 창틀의 하단에 회전힌지에 의해 회전가능하게 설치되는 광선반과, 상기 광선반의 선단에 형성된 결합힌지에 의해 상대회전 가능하게 설치되는 태양광 발전모듈과, 상기 태양광 발전모듈에 연결된 와이어가 풀리거나 감기면서 상기 광선반 및 태양광 발전모듈을 회전시키는 구동모듈과, 상기 태양광 발전모듈로부터 생산된 전력을 저장하는 배터리를 포함하고, 상기 결합힌지에는 탄성부재가 설치되어 상기 태양광 발전모듈이 상기 광선반과 나란하게 연장되는 방향으로 탄성력이 작용한다.

상기 태양광 발전모듈은 상기 와이어가 연결되고, 상기 광선반과 나란하게 펼쳐지면 빛을 반사하는 지지부와, 상기 지지부의 맞은편에 발전패널이 설치되어 햇빛을 받으면 전력을 생산하는 발전부를 포함하고, 상기 태양광 발전모듈이 상기 결합힌지에 의해 상기 광선반과 예각을 이루면 상기 발전부가 하늘을 향하도록 배치되고, 상기 태양광 발전모듈이 상기 광선반과 나란하게 펼쳐지면 상기 발전부는 지면을 향하도록 배치된다.

상기 구동모듈은 와이어가 감긴 릴을 회전시키는 모터와, 상기 릴의 회전을 선택적으로 방지하는 잠금부를 포함하고, 상기 잠금부는 상기 모터가 회전을 멈추면 상기 릴의 회전을 방지한다.

상기 창틀에는 이동모듈이 더 설치되고, 상기 이동모듈은 상기 창틀에 지면과 수직인 방향으로 설치되는 이동레일과, 상기 와이어의 풀림 또는 감김에 따라서 이동레일을 승강하는 이동블럭을 포함한다.

상기 이동블럭에는 외면에 상기 구동모듈로부터 연장되는 와이어가 삽입되는 입구관통홀이 형성되고, 상기 입구관통홀과 연통되고, 상기 입구관통홀이 개방된 방향과 수직인 방향으로 형성되어 상기 와이어가 관통되는 출구관통홀이 형성된다.

상기 이동블럭의 하단면에는 외측으로 돌출되는 접촉단자가 형성되고, 상기 이동레일의 바닥에는 상기 접촉단자의 위치와 대응되게 상대단자가 형성되고, 상기 접촉단자와 상대단자가 접촉되면 상기 모터의 회전이 멈춰 있더라도 상기 잠금부가 상기 릴의 잠금을 해제시키고, 상기 태양광 발전모듈은 상기 광선반과 나란하게 펼쳐진다.

상기 태양광 발전모듈이 상기 광선반과 나란하게 펼쳐진 상태에서는 상기 모터가 최대토크로 회전하여 상기 릴을 감으면 상기 와이어가 당겨져 상기 광선반과 태양광 발전모듈이 예각이 된다.

상기 구동모듈은 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 제어부의 제어신호에 따라 구동되며, 상기 제어부는 재실자의 유무에 따라서 실내의 조도를 높이는 조명모드 또는 배터리를 충전하는 발전모드로 전환된다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 태양광 발전 광선반에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 광선반은 외부조도에 따라 광선반의 각도가 조절될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 시간에 따라 변하는 태양광의 입사각과 입사량에 따라 광선반의 각도를 조절함으로써 외부환경에 능동적으로 대응할 수 있고, 이를 통해서 최적의 채광성능을 얻을 수 있어 광선반의 효율이 향상되는 효과가 있다.

본 발명에 의하면 광선반에 태양광 발전모듈이 구비되어 광선반을 제어하는 전력을 태양광 발전모듈을 통해서 충전하여 자가발전이 가능하다. 따라서, 추가적인 전력소모가 없어 경제적이다.

본 발명에 의하면 광선반은 태양의 고도에 따라서 태양광 발전모듈의 각도가 조절될 수 있다. 시간에 따라 변하는 태양광의 입사각과 입사량에 따라 태양광 발전모듈의 각도를 조절함으로써 발전효율이 증가하는 효과가 있다.

본 발명에 의하면 와이어가 감긴 릴을 모터로 제어하는 동작 하나 만으로 광선반 및 태양광 발전모듈을 제어할 수 있다. 따라서, 구조가 매우 간단하여 설치가 간편하고, 경량으로 제작할 수 있어서 제작비용이 줄어드는 효과가 있다.

본 발명에 의하면 모터는 와이어를 감거나 풀기 위한 토크량만 확보되면 되므로 고출력이 요구되지 않아 상대적으로 저출력의 모터 사용이 가능하고, 모터 하나만으로 광선반과 태양광 발전모듈을 모두 제어 가능하여 전력 소모도 최소화 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 태양광 발전 광선반의 일실시례가 적용된 모습을 보인 사용상태도.
도 2는 도 1에서 광선반의 개략적인 구성을 보이는 상태도.
도 3은 본 발명의 실시례를 구성하는 이동블럭의 사시도.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시례를 구성하는 태양광 발전 광선반의 움직임을 보인 측면도.
도 8은 본 발명의 실시례를 구성하는 태양광 발전 광선반의 동작상태에 따라 실내에 유입되는 광량을 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명에 의한 태양광 발전 광선반이 제어되는 과정을 순차적으로 보인 순서도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시례를 구성하는 태양광 발전 광선반의 구성에 대해 설명한다.

건물 외벽에는 자연광의 유입 및 통풍을 위해서 창이 설치된다. 상기 창이 건물 외벽에 설치되기 위해 창틀(1)이 먼저 설치되고, 상기 창을 선택적으로 개폐가능하도록 창문이 설치된다. 본 발명에서는 상기 창문의 역할을 광선반(10)이 대신 수행한다.

상기 광선반(10)에는 와이어(W)가 연결되고, 상기 창틀(1)에는 상기 와이어(W)와 연결되는 이동모듈(20)이 설치된다. 상기 이동모듈(20)은 상기 창틀(1)에 설치된 이동레일(22)을 따라서 이동블럭(21)이 직선왕복운동한다. 상기 이동블럭(21)은 와이어(W)의 장력 및 길이를 조절하는 구동모듈(30)과 연결되고, 상기 구동모듈(30)이 와이어(W)의 장력 및 길이를 조절함에 따라 상기 광선반(10)이 회전하여 실내(IN)로 유입되는 광량을 조절할 수 있다.

한편, 상기 이동레일(22)의 바닥에는 상대단자(22a)가 형성된다. 상기 상대단자(22a)는 상기 이동블럭(21)에 구비된 접촉단자(21c)와 접촉되어 전기적인 신호를 발생시키는 스위치 역할을 한다. 구체적으로는 상기 접촉단자(21c)와 상대단자(22a)가 접촉되면, 뒤에서 설명될 잠금부(34)가 릴(33)의 잠금을 해제하도록 제어할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 태양광 발전 광선반이 도시되어 있다. 상기 광선반(10)은 상기 창틀(1)의 하단에 회전힌지(11)에 의해 회전가능하도록 연결된다. 상기 광선반(10)은 상기 창틀(1)의 하단을 축으로 하여 회전된다. 상기 광선반(10)이 상기 건물의 실외(OUT)쪽으로 회전하면 창이 열린다. 상기 광선반(10)은 햇빛을 반사시키는 재질로 형성되어 햇빛을 반사시켜 실내(IN)로 유입시킨다.

상기 광선반(10)의 선단에는 태양광 발전모듈(13)이 결합된다. 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 광선반(10)의 선단에 형성된 결합힌지(12)에 의해 상기 광선반(10)과 회전가능하도록 연결된다. 즉, 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 광선반(10)에 대해서 상대회전 가능하게 설치되는 것이다. 상기 태양광 발전모듈(13)은 배터리(36)와 연결될 수 있다. 상기 태양광 발전모듈(13)로부터 생산된 전력은 상기 배터리(36)에 저장되었다가, 햇빛이 나오지 않는 날에도 상기 광선반(10)이 제어될 수 있는 전력을 공급할 수 있다.

상기 결합힌지(12)에는 토션스프링과 같은 탄성부재(미도시)가 더 구비된다. 상기 탄성부재(미도시)는 상기 태양광 발전모듈(13)이 항상 펼쳐지는 방향으로 힘이 작용하도록 설치된다. 따라서, 상기 태양광 발전모듈(13)에 아무런 외력이 가해지지 않으면 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 결합힌지(12)에 설치된 탄성부재(미도시)에 의해 펼쳐져서 상기 광선반(10)과 나란히 연장되는 형태가 된다.

상기 태양광 발전모듈(13)은 지지부(13a)와 발전부(13b)로 구성된다. 상기 지지부(13a)에는 뒤에서 설명될 와이어(W)가 연결된다. 상기 지지부(13a)에 와이어(W)가 연결되면 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 탄성부재(미도시)에 저항하는 방향으로 당겨지는 힘을 받아 상기 광선반(10)과 예각을 이루도록 접힌다.

한편, 상기 지지부(13a)의 표면은 상기 광선반(10)과 같은 재질로 형성되어 햇빛을 반사하여 실내(IN)로 유입시키는 상기 광선반(10)과 동일한 역할을 한다. 상기 태양광 발전모듈(13)이 상기 광선반(10)과 나란하게 연장되면 상기 지지부(13a)의 표면은 상기 광선반(10)과 함께 햇빛을 반사시켜 실내(IN)로 햇빛이 유입되도록 한다.

상기 발전부(13b)에는 발전패널(13c)이 구비된다. 상기 발전부(13b)는 햇빛을 받아 빛에너지를 전기에너지로 전환한다. 전환된 전기에너지는 뒤에서 설명될 구동모듈(30) 및 센서에 전력을 공급한다. 따라서, 본 발명의 태양광 발전 광선반은 자가발전 능력을 가진다.

도 8(a) 및 도8(b)을 참조하면, 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 광선반(10)과 나란히 연장되는 형태가 되면 상기 지지부(13a)가 상부에 위치하여 상기 햇빛을 실내(IN)로 유입시킬 수 있다. 이때, 상기 발전부(13b)는 지면을 향하도록 하부에 위치되므로 상기 발전패널(13c)이 햇빛을 공급받지 못하여 발전이 어려워진다.

한편, 상기 광선반(10)에 대해서 상대회전하여 상기 태양광 발전모듈(13)이 상기 광선반(10)과 예각을 이루면 상기 지지부(13a)는 상기 광선반(10)을 향해서 상대적으로 하부에 위치되고, 상기 발전부(13b)는 상기 햇빛을 향하도록 상대적으로 상부에 위치되어 자가발전할 수 있게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 지지부(13a)에는 와이어(W)가 연결되어 상기 창틀(1)에 설치된 이동블럭(21)과 연결된다. 상기 이동블럭(21)은 상기 창틀(1)에 설치된 이동레일(22)을 따라서 직선왕복운동 한다. 상기 이동레일(22)은 상기 창틀(1)이 설치된 건물의 높이방향과 평행하게 설치된다.

도 3을 참조하면, 상기 이동블럭(21)에는 입구관통홀(21a)과 출구관통홀(21b)이 형성된다. 상기 입구관통홀(21a)과 출구관통홀(21b)은 서로 연통되므로 상기 입구관통홀(21a)과 출구관통홀(21b)을 통해서 와이어(W)가 상기 이동블럭(21)을 관통한다. 상기 입구관통홀(21a)과 출구관통홀(21b)은 상기 이동블럭(21)의 서로 수직인 면에 형성된다. 상기 입구관통홀(21a)이 상면에 형성되면, 상기 출구관통홀(21b)은 상기 창이 개방된 실외(OUT)방향으로 형성된다. 즉, 상기 이동블럭(21)은 상기 와이어(W)의 방향을 전환시킨다.

상기 이동블럭(21)에는 하단면 외측으로 접촉단자(21c)가 돌출된다. 상기 접촉단자(21c)는 스프링(21d)에 연결된다. 상기 접촉단자(21c)는 가압되면 스프링(21d)이 압축되어 상기 이동블럭(21)의 내측으로 인입될 수 있도록 구성된다.

상기 와이어(W)를 통해서 상기 이동블럭(21)은 구동모듈(30)과 연결된다. 상기 구동모듈(30)은 상기 모터(31), 상기 모터(31)를 제어하는 제어부(35), 상기 제어부(35)에 신호를 전달하는 센서모듈(미도시) 및 상기 모터(31)의 회전축(32)에 결합되는 릴(33)을 포함하여 구성된다.

상기 제어부(35)는 상기 모터(31)에 전원을 공급하고, 상기 센서모듈(미도시)의 신호에 따라 상기 모터(31)의 회전을 제어한다. 또한, 상기 제어부(35)는 상기 태양광 발전모듈(13)의 발전패널(13c)이 전력을 생산하는데 필요한 모든 제어를 한다. 상기 제어부(35)는 태양 고도 및 실내(IN) 조도에 대한 정보를 통합하여 최종적인 모터(31) 제어량을 결정할 수 있다.

상기 릴(33)에는 와이어(W)가 감겨있다. 상기 릴(33)은 상기 회전축(32)의 회전에 따라서 와이어(W)가 풀리거나 감기도록 구성된다. 상기 릴(33)로부터 연장되는 와이어(W)는 상기 이동블럭(21)을 관통하여 상기 지지부(13a)에 연결된다. 상기 릴(33)에는 잠금부(34)가 더 형성될 수 있다. 상기 잠금부(34)는 상기 모터(31)의 회전이 멈추었을 때, 상기 와이어(W)가 임의로 감기거나 풀리는 것을 방지한다. 상기 잠금부(34)는 상기 릴(33)의 외면에 톱니가 형성되고, 상기 잠금부(34)가 상기 톱니 사이에 걸려서 상기 릴(33)의 회전이 방지되는 방식으로 작동될 수 있다. 다만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 상기 잠금부(34)는 다양한 방식으로 상기 릴(33)의 회전을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 잠금부(34)는 상기 릴(33)의 외면을 가압하여 압착하는 방식으로도 구성될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시례에 따른 태양광 발전 광선반의 동작되는 과정에 대해 설명한다.

상기 모터(31)의 회전축(32)에 연결된 릴(33)에는 와이어(W)가 감겨있다. 상기 와이어(W)는 지면 방향으로 연장되다가 상기 이동블럭(21)의 입구관통홀(21a)로 삽입되고 상기 출구관통홀(21b)로 빠져나온다. 상기 출구관통홀(21b)을 빠져나온 와이어(W)는 실외(OUT)를 향해 연장되며, 상기 태양광 발전모듈(13)의 지지부(13a)에 연결된다.

상기 이동블럭(21)은 상기 이동레일(22)을 따라서 중력에 의해 항상 내려가는 방향으로 이동하려고 하지만, 상기 이동레일(22)과의 마찰 및 와이어(W)에 지지되는 상태이므로 지면 방향으로 떨어지지 않고 상기 이동레일(22)의 중간에 위치가 고정될 수 있다. 상기 릴(33)에서 와이어(W)가 풀리면 상기 이동블럭(21)은 지면을 향해서 내려가고, 상기 릴(33)에서 와이어(W)가 감기면 상기 이동블럭(21)은 올라간다. 즉, 상기 이동블럭(21)이 내려가면 상기 광선반(10)은 실외(OUT)쪽으로 상대회전하며 열리고, 상기 이동블럭(21)이 올라가면 상기 광선반(10)은 실내(IN)쪽으로 상대회전하며 닫힌다. 이때, 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 발전부(13b)가 햇빛을 받도록 상대적으로 상부에 위치한다.

한편, 상기 릴(33)에 형성된 잠금부(34)는 상기 모터(31)가 회전을 멈추면 상기 릴(33)이 임의로 감기거나 풀리는 것을 방지한다. 따라서, 상기 결합힌지(12)에 설치된 탄성부재(미도시)에 의해 상기 와이어(W)는 상기 릴(33)에서 풀리는 방향으로 항상 장력을 받고 있지만, 상기 잠금부(34)가 상기 릴(33)의 회전을 방지하므로 상기 와이어(W)는 풀리지 않는다. 따라서, 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 광선반(10)과 나란한 방향으로 펼쳐지지 않고, 계속 접힌 형상을 유지하게 된다.

상기 이동블럭(21)이 상기 이동레일(22)의 하단으로 이동하면, 상기 이동블럭(21)이 더 이상 이동할 수 없게 되어 상기 광선반(10)은 상기 지면과 평행하게 위치된다. 이때, 상기 잠금부(34)는 상기 릴(33)의 회전을 방지하도록 잠기므로 상기 결합힌지(12)의 탄성부재(미도시)의 탄성력에도 불구하고, 상기 태양광 발전모듈(13)의 발전부(13b)는 햇빛을 받을 수 있게 상대적으로 상부에 위치된다.

그러나, 상기 이동블럭(21)의 접촉단자(21c)와 상기 이동레일(22)의 상대단자(22a)가 접촉되면, 해제신호가 발생하여 상기 잠금부(34)의 잠금이 해제된다. 상기 잠금부(34)의 잠금이 해제되면 상기 탄성부재(미도시)의 탄성력에 의해서 상기 모터(31)가 구동하지 않더라도 상기 릴(33)에 감긴 와이어(W)가 풀리게 된다. 따라서, 상기 결합힌지(12)는 상기 태양광 발전모듈(13)이 상기 광선반(10)과 나란해질 때까지 회전하고, 상기 광선반(10) 및 태양광 발전모듈(13)이 모두 상기 지면과 평행하도록 펼쳐진다.

상기 태양광 발전모듈(13)이 상기 광선반(10)과 나란하게 되면, 상기 지지부(13a)가 상대적으로 상부에 위치하게 되어 상기 광선반(10)과 함께 햇빛이 반사되는 면적이 더욱 넓어져서 도 8에 도시된 것과 같이 상대적으로 실내(IN) 안쪽가지 깊숙하게 햇빛이 들어올 수 있다.

도 6과 같이 상기 광선반(10)으로부터 완전히 펼쳐진 태양광 발전모듈(13)이 도 5에 도시된 것과 같이 다시 상기 광선반(10)에 대해 예각이 되기 위해서는 상기 탄성부재(미도시)의 복원력보다 큰 힘으로 상기 와이어가 상기 릴(33)로부터 감기는 방향으로 당겨질 필요가 있다. 이때는 상기 제어부(35)를 통해서 상기 모터(31)가 최대토크로 회전되도록 하여 상기 도 5에 도시된 것과 같이 상기 태양광 발전모듈(13)을 위치시킬 수 있다. 상기 광선반(10) 상기 이동블럭(21)으로부터 연장되는 와이어와 아주 작은 각도를 이루므로 거의 수평의 힘을 받게 된다. 따라서, 상기 모터(31)가 최대토크로 회전되어 상기 태양광 발전모듈(13)을 당기더라도 상기 광선반(10)은 회전되지 않는다.

상기 모터(31)가 최대토크로 회전되어 상기 태양광 발전모듈(13)을 접어 올리면 본원발명의 태양광 발전 광선반은 다시 원래의 제어를 실시할 수 있게된다.

상기 광선반(10)이 사용되지 않을 때는 도 7에 도시된 것과 같이 상기 광선반(10) 및 태양광 발전모듈(13)이 상기 창을 완전히 차폐시킨다. 상기 이동블럭(21)이 상기 이동레일(22)의 끝까지 올라가서 상기 태양광 발전 광선반의 전원이 종료되면 상기 잠금부(34)는 상기 릴(33)의 잠금이 해제된 상태가 된다. 따라서, 상기 결합힌지(12)에 구비된 탄성부재(미도시)의 복원력에 의해 상기 태양광 발전모듈(13)은 상기 광선반(10)과 나란하게 펼쳐진다.

다음으로, 본 발명의 실시례에 따른 태양광 발전 광선반의 동작되는 제어 순서에 대해 설명한다.

본 발명의 태양광 발전 광선반은 먼저 실내(IN)에 재실자가 있는지를 판단(S100)한다. 실내(IN)에 재실자가 있으면, 상기 제어부(35)는 전력의 확보보다는 실내(IN)로 햇빛을 유입시켜 실내(IN)의 조도를 높이는 데에 우선 순위를 가지는 조명모드로 전환(S110)되어 상기 모터(31)를 제어한다.

상기 조명모드에서는 상기 제어부(35)는 상기 센서모듈을 통해서 기설정된 실내(IN)의 조도 기준값 이상인지 판단(S120)한다. 실내(IN)의 조도값이 기준값 미만이면 실내(IN)의 조도를 높이는 방향으로 상기 모터(31)를 제어(S130)한다. 상기 모터(31)를 제어(S130)한 이후에 다시 실내(IN)의 조도값이 기준값 미만인지 판단(S140)한다. 실내(IN)의 조도값이 기준값 미만이면 다시 상기 모터(31)를 제어(S130)하는 단계로 돌아간다. 한편, 실내(IN)의 조도값이 기준값 이상이면 상기 광선반(10)의 구동을 요하지 않으므로 다시 재실자가 있는지를 인식하는 단계(S100)로 돌아가거나 제어를 종료한다.

구체적으로, 상기 센서모듈(미도시)은 실내(IN)의 조도 및 태양의 위치를 감지하여 제1감지신호를 생성한다. 상기 감지신호는 상기 제어부(35)로 전달되고, 상기 제어부(35)는 기설정된 조도를 유지하는 방향으로 상기 광선반(10)이 실내(IN)에 조명을 유입하는 데에 최적의 각도를 유지하도록 상기 모터(31)를 회전시킨다. 상기 모터(31)의 회전이 멈추면 상기 잠금부(34)가 상기 릴(33)의 회전을 방지하고, 예를 들어, 도 4 또는 도 5에 도시된 것과 같은 형태를 유지한다.

한편, 실내(IN)에 재실자가 없으면, 상기 제어부(35)는 상기 태양광 발전모듈(13)을 통해서 전력을 확보하는 데에 우선 순위를 가지는 발전모드로 전환(S150)되어 상기 모터(31)를 제어한다. 상기 발전모드에서는 배터리(36)의 잔량이 기설정된 기준값 이상인지 판단(S160)한다. 상기 배터리(36)의 잔량이 기준값 이상이면 발전모드를 더이상 유지하지 않고, 다시 재실자 인식단계(S100)로 돌아가서 조명모드로 전환(S110)될 수 있다. 잔량이 기준값보다 낮으면 상기 제어부(35)는 상기 모터(31)를 구동(S170)시킨다. 이후에 상기 제어부(35)는 배터리(36) 잔량이 기준값 미만인지 판단(S180)한다. 상기 배터리(36)의 잔량이 기준값 미만이면 이전 단계로 돌아가 다시 상기 모터(31)를 구동(S170)시키고, 상기 배터리(36)의 잔량이 기준값 이상이면 제어를 종료한다.

구체적으로, 상기 센서모듈(미도시)은 태양의 위치만을 감지하여 제2감지신호를 생성한다. 상기 제2감지신호는 상기 제어부(35)로 전달되고, 상기 제어부(35)는 기설정된 배터리(36)에 잔량이 기준값 이상이 될 때까지 상기 모터(31)를 제어한다. 상기 배터리(36)에 저장된 전력으로 상기 모터(31)를 구동할 수 없게되면, 상기 배터리(36)는 건물로부터 유선으로 전력을 공급받을 수 있다. 또는, 상기 태양광 발전모듈(13)이 상대적으로 상부에 위치된 상태로 정지한 채로 전력을 생산할 수도 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 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.

IN : 실내 OUT : 실외
1 : 창틀 10 : 광선반
11 : 회전힌지 12 : 결합힌지
13 : 태양광 발전모듈 13a : 지지부
13b : 발전부 13c : 발전패널
20 : 이동모듈 21 : 이동블럭
21a : 입구관통홀 21b : 출구관통홀
21c : 접촉단자 21d : 스프링
22 : 이동레일 22a : 상대단자
30 : 구동모듈 31 : 모터
32 : 회전축 33 : 릴
34 : 잠금부 35 : 제어부
36 : 배터리 W : 와이어

Claims

창틀의 하단에 회전힌지에 의해 회전가능하게 설치되는 광선반과,
상기 광선반의 선단에 형성된 결합힌지에 의해 상대회전 가능하게 설치되는 태양광 발전모듈과,
상기 태양광 발전모듈에 연결된 와이어가 풀리거나 감기면서 상기 광선반 및 태양광 발전모듈을 회전시키는 구동모듈과,
상기 태양광 발전모듈로부터 생산된 전력을 저장하는 배터리를 포함하고,
상기 결합힌지에는 탄성부재가 설치되어 상기 태양광 발전모듈이 상기 광선반과 나란하게 연장되는 방향으로 탄성력이 작용하며,
상기 창틀에는 이동모듈이 더 설치되고,
상기 이동모듈은
상기 창틀에 지면과 수직인 방향으로 설치되는 이동레일과,
상기 와이어의 풀림 또는 감김에 따라서 이동레일을 승강하는 이동블럭을 포함하는 태양광 발전 광선반.
제 1 항에 있어서, 상기 태양광 발전모듈은
상기 와이어가 연결되고, 상기 광선반과 나란하게 펼쳐지면 빛을 반사하는 지지부와,
상기 지지부의 맞은편에 발전패널이 설치되어 햇빛을 받으면 전력을 생산하는 발전부를 포함하고,
상기 태양광 발전모듈이 상기 결합힌지에 의해 상기 광선반과 예각을 이루면 상기 발전부가 하늘을 향하도록 배치되고,
상기 태양광 발전모듈이 상기 광선반과 나란하게 펼쳐지면 상기 발전부는 지면을 향하도록 배치되는 태양광 발전 광선반.
제 2 항에 있어서, 상기 구동모듈은
와이어가 감긴 릴을 회전시키는 모터와,
상기 릴의 회전을 선택적으로 방지하는 잠금부를 포함하고,
상기 잠금부는 상기 모터가 회전을 멈추면 상기 릴의 회전을 방지하는 태양광 발전 광선반.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 이동블럭에는
외면에 상기 구동모듈로부터 연장되는 와이어가 삽입되는 입구관통홀이 형성되고,
상기 입구관통홀과 연통되고, 상기 입구관통홀이 개방된 방향과 수직인 방향으로 형성되어 상기 와이어가 관통되는 출구관통홀이 형성되는 태양광 발전 광선반.
제 3 항에 있어서, 상기 이동블럭의 하단면에는 외측으로 돌출되는 접촉단자가 형성되고,
상기 이동레일의 바닥에는 상기 접촉단자의 위치와 대응되게 상대단자가 형성되고,
상기 접촉단자와 상대단자가 접촉되면 상기 모터의 회전이 멈춰 있더라도 상기 잠금부가 상기 릴의 잠금을 해제시키고, 상기 태양광 발전모듈은 상기 광선반과 나란하게 펼쳐지는 태양광 발전 광선반.
제 6 항에 있어서, 상기 태양광 발전모듈이 상기 광선반과 나란하게 펼쳐진 상태에서는 상기 모터가 최대토크로 회전하여 상기 릴을 감으면 상기 와이어가 당겨져 상기 광선반과 태양광 발전모듈이 예각이 되는 태양광 발전 광선반.
제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동모듈은 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 제어부의 제어신호에 따라 구동되며,
상기 제어부는 재실자의 유무에 따라서 실내의 조도를 높이는 조명모드 또는 배터리를 충전하는 발전모드로 전환되는 태양광 발전 광선반.