KR102328520B1 - 고시인성 고효율의 el 발광로프 및 그 구동 장치 - Google Patents

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박대영
신미정
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Abstract

본 발명은 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치에 관한 것으로, 전기로 발광하는 EL 와이어(Electro Luminescence Wire)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브로 구성되고 상기 보호튜브의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어의 광을 난반사하는 음각 또는 양각의 패턴이 형성된 발광스트랜드를 스트랜드(Strand)와 연선하여 고시인성 고효율의 EL 발광로프를 제작할 수 있다. 또한 소선 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand)와, EL 와이어가 내부에 내장된 발광스트랜드와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드를 연선하여 고시인성 고효율의 EL 발광로프를 제작할 수 있다.
본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치는, 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(110); 1개 이상 구성되고, 전기로 발광하는 EL 와이어(121)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브(122)로 구성되며, 상기 보호튜브(122)의 내면 일측에 상기 EL 와이어(121)의 광을 반사하는 반사층(123)이 길이 방향을 따라 형성되고 상기 보호튜브(122)의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사하는 음각 또는 양각 패턴(124,125)이 형성된 발광스트랜드(120); 1개 이상 구성되고 외면에 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드(130); 상기 발광스트랜드(120)와 상기 야광스트랜드(130)를 상기 스트랜드(110)와 연선하여 제작하며 플렉시블(flexible)한 투명 재질의 튜브(140) 속에 넣어서 구성하거나 또는 표면에 연질의 PVC(150)를 코팅하여 형성시킴으로써 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킨 EL 발광로프(100); 및 상기 EL 와이어(121)의 전원을 발생하는 복수개의 태양광 패널(210);을 포함하는 EL 발광로프 구동 장치에 있어서, 상기 태양광 패널(210) 한개에 한개씩 설치되고, 그늘에 가려서 출력이 떨어지는 패널이 생기더라도 나머지 패널은 정상적으로 전력을 생산하도록 독립적으로 제어하며, 상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 승압하고, 승압된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하는 마이크로 인버터(220); 상기 마이크로 인버터(220)에서 출력된 AC 전압을 충전하는 배터리(230); 상기 배터리(230)의 전압을 입력하여 입력이나 부하의 변동에 관계없이 자동적으로 출력 전압을 일정하게 유지시켜 주는 전압 안정화 장치(240); 상기 전압 안정화 장치(240)의 출력 전압을 입력하여 상기 EL 와이어(121)를 구동하는 구동 드라이버(250); 및 조도센서의 감지신호에 의해 상기 구동 드라이버(250)를 통해 상기 EL 와이어(121)의 작동 시간을 자동으로 제어하는 컨트롤러(260);를 포함한다.

Description

고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치{EL Lighting Ropes of High Visibility and High Efficiency and Driving Device Thereof}
본 발명은 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기로 발광하는 EL 와이어(Electro Luminescence Wire)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브로 구성되고 상기 보호튜브의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어의 광을 난반사하는 음각 또는 양각의 패턴이 형성된 발광스트랜드를 스트랜드(Strand)와 연선하여 제작한 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 소선 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand)와, EL 와이어가 내부에 내장된 발광스트랜드와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드를 연선하여 제작한 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 로프(rope)는, 소선(素線) 여러 가닥을 연선(撚線)한 스트랜드(strand)를 심선(芯線)으로 하여 그 주위에 다시 복수 개의 스트랜드를 연선한 것 등이 있으며, 그 종류가 매우 다양하고, 큰 인장강도를 요하는 제반 산업 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 축광 로프는 로프를 구성하는 일부 요소에 형광 또는 축광 물질을 도포하거나 피복하여 야간이나 어두운 장소에서도 와이어 로프를 식별할 수 있도록 한 것으로서, 도로의 가이드 라인이나 건설 현장 등에 적용되는 경우 야간 작업이나 어두운 장소에서의 작업 중에 안전 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과를 발휘함에 따라 점차 그 수요의 증대가 기대되고 있다.
이러한 축광 와이어 로프와 관련한 선출원 기술을 살펴보면, 등록실용신안공보 제20-0134959호의 형광 플라스틱 와이어 로프(이하 '특허문헌1'이라 함)와, 등록실용신안공보 제20-0264547호의 야광 코팅처리된 와이어 로프(이하 '특허문헌2'라 함)와, 등록특허공보 제10-0937494호의 축광 와이어 로프 및 그 제조방법(이하 '특허문헌3'이라 함)을 들 수 있다.
상기 특허문헌1은 도1에 나타낸 바와 같이, 와이어 로프를 구성하는 스트랜드의 외층에 형광 플라스틱을 피복한 것으로서, 형광 플라스틱을 와이어 로프의 표면에 일괄하여 피복하거나 개별 스트랜드마다 피복한 것을 특징으로 하고 있다. 그런데, 이렇게 형광 플라스틱을 피복한 와이어 로프는 형광 플라스틱의 피복 두께에 한계가 있기 때문에, 축광(형광) 성능을 장시간 발휘하지 못하여 실효성이 떨어지는 문제가 있다.
그리고, 특허문헌2는 도2에 나타낸 바와 같이, 와이어 로프의 표면에 형광 안료(축광 안료)로 도포된 코팅층이 형성된 것이나, 형광 안료의 특성상 축광 성능을 장시간 유지하기 어려워 사용의 실효성이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 특허문헌3은 도3에 나타낸 바와 같이, 와이어 로프를 구성하는 스트랜드를 대신하여 축광 안료가 혼합된 수지를 사용하여 축광되게 한 것으로, 이 또한 축광 안료의 특성상 축광 성능이 장시간 유지되는 것은 기대하기 어려워 사용의 실효성이 없었다.
즉, 종래의 축광 와이어 로프는 축광 안료(형광 안료)의 특성으로 발광을 유도하는 것으로, 빛이 강한 낮에 빛을 흡수하였다가 외부의 빛이 약해지는 어우둔 밤에 외부로 빛을 발산함으로, 밤이 되어 최초 발광시에는 저장된 빛이 많아 강하게 발광되지만 다소 시간이 지나면 점차 발광하는 빛이 약해질 수밖에 없어 일정한 발광이 유지될 수 없을 뿐만 아니라, 낮에 빛을 흡수하는 양에 따라서 발광이 유지되는 시간이 일정치 않아서 계획적인 발광시간 제어가 곤란하여 사용의 실효성이 없었다.
더욱이, 축광 안료를 사용한 축광 와이어 로프는 날씨가 흐린 날에는 빛을 제대로 흡수하지 못하여 어두운 밤이 되어도 빛을 발산하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 플렉시블 한 재료와 전원공급케이블을 이용하여 구성한 로프 형태의 LED가 출시되었으나 발광시 광원이 그대로 노출되거나 발광소자(光源) 부분만 특히 밝게 보여 부분별 빛의 밝기 차이로 인해 미적인 효과가 상당히 감소하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 발광 로프는 밤이 되면 잘 보이지 않는 단점이 있다.
또한, 종래의 발광 로프는 장기간 사용시 햇빛으로 인한 열화작용으로 로프가 부식되고, 부식으로 인한 미세 플라스틱 환경 미세먼지가 발생하고, 부식으로 인해 줄 터짐 현상이 발생하는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0937494호(등록일자: 2010.01.11.) 등록실용신안공보 제20-0134959호(등록일자: 1998.10.27.) 등록실용신안공보 제20-0264547호(등록일자: 2002.02.01.)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전기로 발광하는 EL 와이어(Electro Luminescence Wire)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브로 구성되고 상기 보호튜브의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어의 광을 난반사하는 음각 또는 양각의 패턴이 형성된 발광스트랜드를 스트랜드(Strand)와 연선하여 제작한 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 소선 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand)와, EL 와이어가 내부에 내장된 발광스트랜드와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드를 연선하여 제작한 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 보호튜브의 내면 일측에 EL 와이어의 광을 반사하는 반사층이 길이 방향을 따라 형성된 발광스트랜드를 포함하는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 로프의 스트랜드 중에서 1개 또는 2개의 스트랜드는 EL 와이어가 내부에 배치되고, 또 다른 1개 또는 2개의 스트랜드는 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 로프 표면을 PVC 연질로 특수코팅하여 완전 방수 처리함으로써, 조명기능은 그대로 유지하면서 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킬 수 있는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 EL 발광로프를 플렉시블(flexible)한 투명 재질의 튜브 속에 넣어서 구성함으로써, 조명기능은 그대로 유지하면서 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킬 수 있는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제품 수명이 일반로프보다 2배 이상 길고, 로프가 부식하면서 발생하게 되는 미세 플라스틱 환경호르몬 배출이 전혀 발생하지 않는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, EL 와이어와 태양광 패널을 이용하여 조도센서에 의해 저녁이 되면 자동으로 불이 들어오는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 태양광 패널의 전압 또는 한전의 상용전압을 선택하여 사용이 가능하며, 초보자라도 쉽고 빠르게 설치할 수 있는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 하나의 태양광 패널에 하나의 마이크로 인버터를 부착하여 개별적으로 전력을 생산하도록 제어함으로써 패널 일부에 그늘이 지더라도 나머지 패널이 정상적으로 전력을 생산하도록 전력 생산 효율을 극대화 한 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 입력이나 부하의 변동에 관계없이 자동적으로 출력 전압을 일정하게 유지시켜 주는 전압 안정화 장치를 구비한 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 전력 품질에 악영향을 주고 있는 전 고조파 왜곡(THD: Total Harmonic distortion)을 최소화 할 수 있는 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제시하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치는, 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(110); 1개 이상 구성되고, 전기로 발광하는 EL 와이어(121)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브(122)로 구성되며, 상기 보호튜브(122)의 내면 일측에 상기 EL 와이어(121)의 광을 반사하는 반사층(123)이 길이 방향을 따라 형성되고 상기 보호튜브(122)의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사하는 음각 또는 양각 패턴(124,125)이 형성된 발광스트랜드(120); 1개 이상 구성되고 외면에 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드(130); 상기 발광스트랜드(120)와 상기 야광스트랜드(130)를 상기 스트랜드(110)와 연선하여 제작하며 플렉시블(flexible)한 투명 재질의 튜브(140) 속에 넣어서 구성하거나 또는 표면에 연질의 PVC(150)를 코팅하여 형성시킴으로써 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킨 EL 발광로프(100); 및 상기 EL 와이어(121)의 전원을 발생하는 복수개의 태양광 패널(210);을 포함하는 EL 발광로프 구동 장치에 있어서, 상기 태양광 패널(210) 한개에 한개씩 설치되고, 그늘에 가려서 출력이 떨어지는 패널이 생기더라도 나머지 패널은 정상적으로 전력을 생산하도록 독립적으로 제어하며, 상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 승압하고, 승압된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하는 마이크로 인버터(220); 상기 마이크로 인버터(220)에서 출력된 AC 전압을 충전하는 배터리(230); 상기 배터리(230)의 전압을 입력하여 입력이나 부하의 변동에 관계없이 자동적으로 출력 전압을 일정하게 유지시켜 주는 전압 안정화 장치(240); 상기 전압 안정화 장치(240)의 출력 전압을 입력하여 상기 EL 와이어(121)를 구동하는 구동 드라이버(250); 및 조도센서의 감지신호에 의해 상기 구동 드라이버(250)를 통해 상기 EL 와이어(121)의 작동 시간을 자동으로 제어하는 컨트롤러(260);를 포함하여 구성될 수 있다.
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삭제
상기 마이크로 인버터(220)는, 상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 필터링하여 출력하는 입력 필터(222)와, 상기 입력 필터(222)에서 출력된 DC 전압을 승압하여 출력하는 DC/DC 부스트(223)와, 상기 DC/DC 부스트(223)에서 출력된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하는 PWM 인버터(224)와, 상기 PWM 인버터(224)에서 출력된 AC 전압을 필터링하여 출력하는 출력 필터(225)와, 상기 출력 필터(225)의 AC 전압을 입력하여 전자기유도 현상을 이용하여 전류의 시간에 따른 변화로 유도기전력을 출력하는 커플링 인덕터(226)를 구비한 전력변환 회로부(221); 및 상기 입력 필터(222)의 입력단과 상기 커플링 인덕터(226)의 출력단의 전압 및 전류를 센싱 및 스케링하여 상기 DC/DC 부스트(223)의 동작을 자동 제어하며, 상기 DC/DC 부스트(223)의 출력단과 상기 커플링 인덕터(226)의 출력단의 전압 및 전류를 센싱 및 스케링하여 상기 PWM 인버터(224)의 동작을 자동 제어하는 마이컴 유니트(228)를 구비한 제어용 마이컴 회로부(227);를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 자동차가 밟고 지나가도 파손이나 변형이 전혀 발생하지 않고 EL 조명이 정상적으로 작동하는 인장강도가 향상된 고시인성 고효율의 EL 발광로프 및 그 구동 장치를 제공할 수 있다.
그리고, 공원, 산책로, 해안경계, 캠핑장 등과 같은 장소에 설치할 수 있으며, 기존의 로프와 동일한 방법으로 쉽고 간편하게 설치할 수 있고 유지관리가 편리하다.
또한, 뛰어난 시인성으로 공사장, 등산로 등 안전사고 발생 위험지역에 설치하면 사고를 예방할 수 있으며, 공원이나 관광지 등에 설치할 경우 야간경관 개선에 탁월한 효과가 있다.
또한, 경계와 위험을 막기 위해 설치된 기존의 로프는 밤이 되면 보이지 않던 단점을 100% 보완할 수 있고, 미관상으로도 좋아 다양한 장소에 다양한 용도로 사용할 수 있다.
또한, 유연하고(flexible) 설치시 필요한 길이만큼 절단하여 사용할 수 있고 절단된 부분도 새롭게 쓸 수 있어서 자재 낭비가 적고 설치 및 유지보수가 용이하며, 강한 고정결합 효과와 방수기능으로 실내외 등 설치장소에 국한 받지 않고, 발광시 광원이 직접 보이지 않게 전반적으로 고르게 발광하여 육안으로 보았을 때 빛이 얼룩져 보이지 않아 깨끗한 전체발광 효과를 얻을 수 있다.
또한, 태양광 에너지를 이용함으로써 친환경적이고, 태양광 패널의 사용으로 전기의 인입이 불편한 장소에 설치가 용이하고, 전기료가 들지 않아 유지비용 문제를 해결할 수 있다.
또한, 일직선의 설치 면에 장(長)고정체를, 굴곡이나 곡선이 있는 설치 면에 단(短)고정체를 나사결합 한 후 고정결합하여 외부의 충격이나 진동으로부터 최대한 보호할 수 있고, 방수전원캡과 방수캡으로 마감처리를 하여 향상된 방수효과를 얻을 수 있다.
또한, 태양광 패널 각각에 마이크로 인버터를 하나씩 부착하여 개별적으로 전력을 생산하도록 제어함으로써 패널 일부에 그늘이 지더라도 나머지 패널이 정상적으로 전력을 생산해 내기 때문에 전력 생산 효율을 극대화 하여 장기적인 측면에서 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 태양광 시장에 대한 확대 전망과 아울러 효율을 극대화 할 수 있는 마이크로 인버터에 대한 수요도 증가할 것으로 예측되므로, 신재생에너지 촉진을 위한 정책에 힘입어 국내에서도 가장 접근이 쉬운 태양광을 중심으로 초기 관공서를 비롯하여 향후 가정용으로 확대될 전망이며, 이에 따른 마이크로 인버터의 보급도 확대될 전망이다. 따라서, 마이크로 인버터의 경우 현재까지는 유럽과 미국 업체들이 개발과 설치를 주도해 온 상황으로 향후 한국 시장에서 마이크로 인버터의 사용에 대한 영향력이 확대될 경우 수입대체 효과를 기대할 수 있다.
또한, 신재생에너지를 사용하고 화석연료의 사용을 최대한 억제하여 온실가스 및 공기오염물질의 배출을 최소화 하는 저에너지 친환경 산업을 구축할 수 있다.
또한, 마이크로 인버터를 사용하여 깨끗한 사인파(sine)를 만들어 태양광 인버터에서 생산되는 전력 품질을 높임으로써, 독일과 같은 선진업체 제품에 대한 차별적인 경쟁력을 확보할 수 있다.
또한, 60Hz 주파수 외에 인버터 등에 발생되는 고조파 성분들이 그대로 계통에 실릴 경우 전체 전력(한전 전력)의 품질이 나빠지고, 원인 모를 기계고정이나 오동작이 발생되고 심한 경우 전력부품의 열화에 의한 화재의 원인이 되는 전 고조파 왜곡(THD: Total Harmonic distortion)을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도1 내지 도3은 종래의 특허문헌을 나타낸 도면으로,
도1은 등록실용신안 제20-0134959호의 형광 플라스틱 와이어 로프를 나타낸 단면도이고,
도2는 등록실용신안 제20-0264547호의 야광 코팅처리된 와이어 로프를 나타낸 단면도이고,
도3은 등록특허 제10-0937497호의 축광 와이어 로프의 사시도이다.
도4 내지 도10은 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프(100)를 나타낸 도면으로,
도4는 EL 발광로프(100)의 단면을 나타낸 구성도이고,
도5는 EL 발광로프(100)의 제1 예를 나타낸 단면도이고,
도6은 EL 발광로프(100)의 제2 예를 나타낸 단면도이고,
도7 및 도8은 내면에 음각 패턴(124)이 형성된 발광스트랜드(120)의 횡 및 종 단면도이고,
도9 및 도10은 외면에 양각 패턴(125)이 형성된 발광스트랜드(120)의 횡 및 종 단면도이다.
도11 내지 도13은 본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치(200)를 나타낸 도면으로,
도11은 블록 구성도이고,
도12는 마이크로 인버터(220)의 구성도이고,
도13은 태양광 패널(210) 각각에 마이크로 인버터(220)를 하나씩 설치하여 전력 생산 효율을 개선한 모습을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
EL 발광로프(100)의 실시예
도4 내지 도10은 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프(100)를 나타낸 도면으로, 도4는 EL 발광로프(100)의 단면을 나타낸 구성도이고, 도5는 EL 발광로프(100)의 제1 예를 나타낸 단면도이고, 도6은 EL 발광로프(100)의 제2 예를 나타낸 단면도이고, 도7 및 도8은 내면에 음각 패턴(124)이 형성된 발광스트랜드(120)의 횡 및 종 단면도이고, 도9 및 도10은 외면에 양각 패턴(125)이 형성된 발광스트랜드(120)의 횡 및 종 단면도이다.
먼저, 도4 및 도5를 참조하면, 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프(100)는, 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand; 110)와, EL 와이어(121)가 내부에 배치된 발광스트랜드(120)를 연선하여 제작될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프(100)는, 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand; 110)와, EL 와이어(121)가 내부에 일정한 간격으로 내장된 발광스트랜드(120)와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드(130)를 연선하여 제작될 수 있다.
상기 스트랜드(Strand; 110)는 소선(111) 여러 가닥을 꼬아 만든 로프이다.
상기 발광스트랜드(120)는 상기 EL 발광로프(100)에서 1개 또는 2개 이상 구성될 수 있다. 상기 발광스트랜드(120)는 전기로 발광하는 EL 와이어(121)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브(122)로 구성되며, 상기 보호튜브(122)의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사하는 음각 또는 양각 패턴(124,125)이 형성되어 있다.
상기 EL 와이어(121)는 태양광 패널(도11의 210 참조)에서 생산된 전기 에너지 또는 한전의 상용전압을 공급받아 동작하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 EL 와이어(121)는 조도센서(미도시)에 의해 작동 시간이 자동으로 제어되도록 구성될 수 있다.
상기 발광스트랜드(120)는 상기 보호튜브(122)의 내면 또는 외면에 음각 또는 양각 패턴(124,125)이 형성될 수 있다. 상기 음각 또는 양각 패턴(124,125)은 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사함으로써, 상기 EL 발광로프(100)의 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기 야광스트랜드(130)는 외면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅되며, 상기 EL 발광로프(100)에서 1개 또는 2개 이상 구성될 수 있다. 상기 야광스트랜드(130)는 상기 EL 와이어(121)의 광에 의해 형광물질이 발광하거나 또는 상기 EL 와이어(121)의 광을 반사물질로 반사시킴으로써, 상기 EL 발광로프(100)의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프(100)는, 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand; 110)와, EL 와이어(121)가 내부에 일정한 간격으로 내장된 발광스트랜드(120)와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드(130)를 연선하여 제작한 EL 발광로프(100)를 플렉시블(flexible)한 투명 재질의 튜브(140) 속에 넣어서 구성한 예를 나타내고 있다.
도5와 같이, 플렉시블(flexible)한 투명 재질의 튜브(140) 속에 EL 발광로프(100)를 넣어서 밀봉시킴으로써, 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프(100)는, 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand; 110)와, EL 와이어(121)가 내부에 배치된 발광스트랜드(120)와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드(130)를 연선하여 제작한 EL 발광로프(100)의 표면에(또는, 외곽에) 연질의 PVC(150)를 코팅하거나 형성시킴으로써, 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도7 내지 도10을 참조하여 설명하면, 상기 발광스트랜드(120)는, 상기 보호튜브(122)의 내면 일측에 상기 EL 와이어(121)의 광을 반사하는 반사층(123)이 길이 방향을 따라 형성하여 구성될 수 있다. 따라서, 상기 발광스트랜드(120)는 상기 EL 와이어(121)의 광을 상기 반사층(123)에서 반사시킴으로써, 상기 EL 발광로프(100)의 시인성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 도7 및 도8은 상기 발광스트랜드(120)의 내면에 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사하는 음각 패턴(124)이 형성된 예를 나타내고, 도9 및 도10는 상기 발광스트랜드(120)의 외면에 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사하는 양각 패턴(125)이 형성된 예를 나타낸다.
EL 발광로프 구동 장치(200)의 실시예
도11 내지 도13은 본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치(200)를 나타낸 도면으로, 도11은 블록 구성도이고, 도12는 마이크로 인버터(220)의 구성도이고, 도13은 태양광 패널(210) 각각에 마이크로 인버터(220)를 하나씩 설치하여 전력 생산 효율을 개선한 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치(200)는 도11 및 도12에 나타낸 바와 같이, 태양광 패널(210), 마이크로 인버터(220), 배터리(230), 전압 안정화 장치(240), 구동 드라이버(250), EL 와이어(121), 컨트롤러(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 태양광 패널(210)은 솔라셀의 광전효과(물질이 빛을 흡수하면 물질의 표면에서 전자가 생겨 전기가 발생하는 효과)를 이용하여 직접적으로 전기를 생성하는 태양광 발전 패널로서, 1개 또는 복수로 구성될 수 있다.
상기 태양광 패널(210)에는 상기 마이크로 인버터(220)가 하나씩 설치될 수 있다(도11 및 도13 참조). 상기 마이크로 인버터(220)는 상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 소정의 DC 전압으로 승압하고, 승압된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하도록 구성되어 있다.
따라서, 상기 태양광 패널(210)은 상기 마이크로 인버터(220)가 하나씩 설치되어 패널을 각각 독립적으로 제어함으로써, 그늘에 가려서 출력이 떨어지는 패널이 생기더라도 나머지 패널은 정상적으로 100%의 전력을 생산할 수 있다(도13 참조).
상기 마이크로 인버터(220)는 솔라셀에서 얻어지는 DC 전력을 AC 전력(예를 들어, 220V/60Hz)으로 변환하는 장치이며, 소형으로 패널에 개별적으로 부착되어 AC 전력을 생산해 낸다. 상기 마이크로 인버터(220)는 패널 하나 마다 부착되어 약 250∼500W의 전력을 생산해 낼 수 있으며, 기존 시스템인 3KW 이상의 대전력 인버터에 비해 효율 및 신뢰성이 높다. 상기 마이크로 인버터(220)에 대해서는 후술하는 도12에서 상세하게 설명하기로 한다.
계속해서, 상기 태양광 패널(210)의 마이크로 인버터(220)에서 출력된 각각의 AC 전압은 상기 배터리(230)로 입력되어 충전된다. 이때, 배터리(230)는 리튬 이온 배터리(lithium ion battery)를 포함할 수 있다. 상기 리튬 이온 배터리는 니켈 카드뮴이나 니켈 수소 배터리에 비해 에너지 밀도가 높기 때문에 용적이 적다.
상기 전압 안정화 장치(240)는 상기 배터리(130)의 전압을 입력하여 입력이나 부하의 변동에 관계없이 자동적으로 출력 전압을 일정하게 유지시켜 주는 역할을 한다.
상기 구동 드라이버(250)는 상기 전압 안정화 장치(240)로부터 일정하게 출력되는 AC 전압을 입력하여 부하단의 상기 EL 와이어(121)로 전압을 안정적으로 공급하여 구동하게 된다.
따라서, 상기 EL 와이어(121)는 상기 전압 안정화 장치(240)와 상기 구동 드라이버(250)의 제어에 의해 안정적으로 전압을 공급받아 불필요한 전력 소모 없이 안정적으로 구동할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치(200)는, 태양광 패널(210) 각각에 마이크로 인버터(220)를 부착하여 개별적으로 전력을 생산하도록 제어함으로써 패널 일부에 그늘이 지더라도 나머지 패널이 정상적으로 전력을 생산해 내기 때문에 전력 생산 효율을 극대화 하여 장기적인 측면에서 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
마이크로 인버터(220)의 구성예
도12는 마이크로 인버터(220)의 회로 구성도로서, 상기 태양광 패널(210)에서 생성된 DC 전압을 승압하고 AC 전압으로 변환하여 출력하는 전력변환 회로부(221)와, 상기 전력변환 회로부(221)의 전력변환 계통을 제어하는 제어용 마이컴 회로부(227)로 크게 구성된다.
상기 전력변환 회로부(221)는 입력 필터(Input Filter; 222), DC/DC 부스트(Boost; 223), PWM 인버터(224), 출력 필터(Output Filter; 225), 커플링 인덕터(coupling Inductor; 226)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 입력 필터(222)는 상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 필터링하여 출력하고, 상기 DC/DC 부스트(223)는 상기 입력 필터(222)에서 출력된 DC 전압을 승압하여 출력하고, 상기 PWM 인버터(224)는 상기 DC/DC 부스트(223)에서 출력된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하고, 상기 출력 필터(225)는 상기 PWM 인버터(224)에서 출력된 AC 전압을 필터링하여 출력하고, 상기 커플링 인덕터(226)는 상기 출력 필터(225)의 AC 전압을 입력하여 전자기유도 현상을 이용하여 전류의 시간에 따른 변화로 유도기전력을 출력하는 기능을 한다.
상기 제어용 마이컴 회로부(227)는 마이컴 유니트(228)를 포함하고 있다. 상기 마이컴 유니트(228)는 상기 입력 필터(222)의 입력단과 상기 커플링 인덕터(226)의 출력단의 전압 및 전류를 센싱 및 스케링하여 상기 DC/DC 부스트(223)의 동작을 자동 제어하며, 상기 DC/DC 부스트(223)의 출력단과 상기 커플링 인덕터(226)의 출력단의 전압 및 전류를 센싱 및 스케링하여 상기 PWM 인버터(224)의 동작을 자동 제어하는 기능을 한다.
상기 마이크로 인버터(220)는 전력품질에 악영향을 주고 있는 전 고조파 왜곡(THD: Total Harmonic distortion)을 최소화 할 수 있다. 이때, 전 고조파 왜곡(THD)은 60Hz 주파수 외에 인버터 등에 발생되는 고조파 성분들이 그대로 계통에 실릴 경우 전체 전력(한전 전력)의 품질이 나빠지고, 원인 모를 기계고정이나 오동작이 발생되고 심한 경우 전력부품의 열화에 의한 화재의 원인이 되기 때문에 규제를 하고 있는 실정이다. 전 고조파 왜곡(THD)이 나쁘면 그리드(Grid) 전체 품질이 떨어져 예상치 못하는 장애의 발생 확률이 높기 때문에, 점차 신재생에너지의 비중이 높아 질수록 규제는 강화 될 것으로 예상된다.
따라서 본 발명은 전 고조파 왜곡(THD)을 최소화 할 수 있는 마이크로 인버터(120)와 솔루션(Solution)을 개발함으로써, 기존 업체를 추월 할 수 있는 기술의 확보가 가능하다. 그리고, 본 발명의 마이크로 인버터(220)는 마이컴 유니트(228)를 사용하여 전력변환 회로부(221)를 제어함으로써 고성능을 구현하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프는, 전기로 발광하는 EL 와이어(Electro Luminescence Wire)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브로 구성되고 상기 보호튜브의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어의 광을 난반사하는 음각 또는 양각의 패턴이 형성된 발광스트랜드를 스트랜드(Strand)와 연선하여 고시인성 고효율의 EL 발광로프를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 고시인성 고효율의 EL 발광로프는, 소선 여러 가닥을 연선한 스트랜드(Strand)와, EL 와이어가 내부에 내장된 발광스트랜드와, 외주면에 형광물질 또는 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드를 연선하여 고시인성 고효율의 EL 발광로프를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 EL 발광로프 구동 장치는, 태양광 패널 각각에 마이크로 인버터를 부착하여 개별적으로 전력을 생산하도록 제어함으로써 패널 일부에 그늘이 지더라도 나머지 패널이 정상적으로 전력을 생산하도록 전력 생산 효율을 극대화 할 수 있고, 입력이나 부하의 변동에 관계없이 자동적으로 출력 전압을 일정하게 유지시켜 줄 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 고시인성 고효율의 EL 발광로프
110 : 스트랜드(Strand) 111 : 소선(素線)
120 : 발광스트랜드 121 : EL 와이어
122 : 보호튜브 123 : 반사층
124 : 음각 패턴 125 : 양각 패턴
130 : 야광스트랜드 131 : 소선(素線)
140 : 투명 재질의 튜브 150 : 연질의 PVC
200 : EL 발광로프 구동 장치
210 : 태양광 패널 220 : 마이크로 인버터
221 : 전력변환 회로부 222 : 입력 필터(Input Filter)
223 : DC/DC 부스트(Boost) 224 : PWM 인버터
225 : 출력 필터(Output Filter)
226 : 커플링 인덕터(coupling Inductor)
227 : 제어용 마이컴 회로부
228 : 마이컴 유니트(Micom Unit)
230 : 배터리 240 : 전압 안정화 장치
250 : 구동 드라이버 260 : 컨트롤러

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 소선(111) 여러 가닥을 연선한 스트랜드(110); 1개 이상 구성되고, 전기로 발광하는 EL 와이어(121)와 그 외주면을 감싸는 투명 재질의 보호튜브(122)로 구성되며, 상기 보호튜브(122)의 내면 일측에 상기 EL 와이어(121)의 광을 반사하는 반사층(123)이 길이 방향을 따라 형성되고 상기 보호튜브(122)의 내면 또는 외면에 상기 EL 와이어(121)의 광을 난반사하는 음각 또는 양각 패턴(124,125)이 형성된 발광스트랜드(120); 1개 이상 구성되고 외면에 반사물질이 도포되거나 코팅된 야광스트랜드(130); 상기 발광스트랜드(120)와 상기 야광스트랜드(130)를 상기 스트랜드(110)와 연선하여 제작하며 플렉시블(flexible)한 투명 재질의 튜브(140) 속에 넣어서 구성하거나 또는 표면에 연질의 PVC(150)를 코팅하여 형성시킴으로써 환경오염에 의한 탈색 및 부식을 방지하고 방수성과 내구성을 향상시킨 EL 발광로프(100); 및 상기 EL 와이어(121)의 전원을 발생하는 복수개의 태양광 패널(210);을 포함하는 EL 발광로프 구동 장치에 있어서,
    상기 태양광 패널(210) 한개에 한개씩 설치되고, 그늘에 가려서 출력이 떨어지는 패널이 생기더라도 나머지 패널은 정상적으로 전력을 생산하도록 독립적으로 제어하며, 상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 승압하고, 승압된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하는 마이크로 인버터(220);
    상기 마이크로 인버터(220)에서 출력된 AC 전압을 충전하는 배터리(230);
    상기 배터리(230)의 전압을 입력하여 입력이나 부하의 변동에 관계없이 자동적으로 출력 전압을 일정하게 유지시켜 주는 전압 안정화 장치(240);
    상기 전압 안정화 장치(240)의 출력 전압을 입력하여 상기 EL 와이어(121)를 구동하는 구동 드라이버(250); 및
    조도센서의 감지신호에 의해 상기 구동 드라이버(250)를 통해 상기 EL 와이어(121)의 작동 시간을 자동으로 제어하는 컨트롤러(260);를 포함하며,
    상기 마이크로 인버터(220)는,
    상기 태양광 패널(210)에서 생산된 DC 전압을 필터링하여 출력하는 입력 필터(222)와, 상기 입력 필터(222)에서 출력된 DC 전압을 승압하여 출력하는 DC/DC 부스트(223)와, 상기 DC/DC 부스트(223)에서 출력된 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 출력하는 PWM 인버터(224)와, 상기 PWM 인버터(224)에서 출력된 AC 전압을 필터링하여 출력하는 출력 필터(225)와, 상기 출력 필터(225)의 AC 전압을 입력하여 전자기유도 현상을 이용하여 전류의 시간에 따른 변화로 유도기전력을 출력하는 커플링 인덕터(226)를 구비한 전력변환 회로부(221); 및
    상기 입력 필터(222)의 입력단과 상기 커플링 인덕터(226)의 출력단의 전압 및 전류를 센싱 및 스케링하여 상기 DC/DC 부스트(223)의 동작을 자동 제어하며, 상기 DC/DC 부스트(223)의 출력단과 상기 커플링 인덕터(226)의 출력단의 전압 및 전류를 센싱 및 스케링하여 상기 PWM 인버터(224)의 동작을 자동 제어하는 마이컴 유니트(228)를 구비한 제어용 마이컴 회로부(227);
    를 포함하는 EL 발광로프 구동 장치.
  5. 삭제
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