KR102403175B1 - 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치 - Google Patents

다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치에 관한 것으로서, 기존의 태양광 볼라드 또는 태양광 가로등에 비해 다중 솔라셀 유닛(200)을 이용하여 고 효율, 고 용량의 전력을 생산하고, 생산되는 전력을 이용하여 경광, 조명, 발광기능의 구현을 가능하게 할 뿐만 아니라 상용 전력을 대체하는 전력 공급 수단으로 이용하는 등 생산되는 전력을 다양하고 폭 넓게 활용할 수 있는 장점을 가진 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명 장치에 관한 것 이다.

Description

다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치{Electric power production method using multiple solar cell units and beacon and lighting device}
본 발명은 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 내구성과 가공성이 우수한 투명 폴리카보네이트(PC)로 제작된 원통형 또는 사각 기둥형의 구조체 내부 공간에 다중으로 솔라셀을 형성하여 태양광 또는 일반 조명빛을 이용하여 광원이 존재하는 솔라셀을 이용해 지속적으로 고 효율로 전력을 생산하는 방법과 생산되는 전력을 이용하여 각종 전력기기(가로등, 조명등, 투광등, 경관등, LED등)의 운영 전력으로 사용 가능하도록 구성하므로서 경광 또는 조명, 발광기능이 구비되어 있지 않은 볼라드의 경우 경광, 조명, 발광기능의 제공이 가능하게 되어 볼라드가 설치된 도로를 운행하는 자동차 운전자의 시인성 확보 및 볼라드가 설치된 지역을 지나는 보행자 또는 시설물 이용자를 안전하게 보호하는 효과와 함께 사고 예방기능을 가지게 하는 목적과 상용 전력으로 운영되는 기존 가로등 설비를 전력소모가 적고 조명 효율이 우수한 LED등으로 개량하고 상용 전력을 대체하는 전력 공급 수단으로 이용하는 등 생산되는 전력을 다양하고 폭 넓게 활용할 수 있는 장점을 가진 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명 장치에 관한 것 이다.
본 발명에 따른 배경 기술을 이해하기 싶도록 설명하기 위하여 고속도로, 일반 도로(국도), 도심지 도로와 인도, 아파트 내부 도로, 주차장, 에스컬레이터 탑승구, 공사지역 등 광범위하게 설치되어 있는 볼라드 및 가로등을 예로 들어 배경 기술에 관해 설명하고자 한다.
통상 볼라드(bollard)는 자동차가 인도(人道)에 진입하는 것을 막기 위해 차도와 인도 경계면에 세워 둔 구조물을 말하며 이외에도 통행 주체의 움직임을 제어하기 위해 말뚝형으로 설치한 구조물들을 통칭하여 볼라드 라고 한다.
볼라드는 다양한 규격과 재질로 제작되어 설치되고 있으며 최근 제작되고 있는 볼라드는 콘크리트나 스테인레스 등 금속 재질의 고정형 이외에도 우레탄이나 고무 재질의 충격 흡수형이 많아지고 있으며, 이러한 충격 흡수형 볼라드는 자동차의 진입을 막으면서 보행자가 볼라드에 부딪혔을 경우 입을수 있는 부상을 어느 정도 방지할 수 있도록 하는 용도로 설치하고 또 다른 형태의 볼라드는 내부에 탄성 스프링을 설치하여 차량과 충돌 시 볼라드가 휘어지면서 차량의 충격을 흡수하고 파손의 정도가 비교적 작도록 하는 목적으로 설치되는 경우가 있다.
그러나 현재 설치된 대부분의 볼라드에는 경광이나 조명, 발광기능이 없어 특히 야간이나 가로등 시설이 없거나 부족한 지방 도로, 농촌지역, 임시 공사지역 등 볼라드가 설치된 주변 조도가 현저히 낮을 때 자동차 운전자나 보행자의 시인성이 떨어져 볼라드에 충돌하거나 부딪히는 사고가 자주 발생하고 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 태양광 또는 상용 전기를 이용하여 경광 조명, 발광기능을 가지는 볼라드를 관련 업체가 개발하여 제작, 설치하고 있으나 경광, 조명기능이 없는 기존 볼라드를 이용하여 설치할 수 없고 기존 볼라드를 철거한 후 경광 조명, 발광기능을 가지는 볼라드를 신규로 설치하여야 하여 설치비 및 공사 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
또한, 상용 전기를 이용하는 경광, 조명, 발광기능을 가진 볼라드의 경우 볼라드가 설치되는 인접한 곳에서 상용 전기를 인입하여야 하는 전력인입 부대 공사가 반드시 수반되어야 하므로 설치비 및 공사 비용이 과다하게 소요된다는 단점이 있다.
이에 따라 본 발명의 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치에 관한 배경은 현재 일반적으로 적용되고 있는 태양광을 이용한 볼라드 및 태양광을 이용한 가로등은 지주를 이용한 태양광 패널을 단면으로 설치한 형태, 그리고 지주부의 외주면 둘레로 다수개의 태양광 패널을 설치한 형태, 태양광 패널을 지주부의 개구부를 통해 지주 상하 방향으로 다수개를 설치한 형태 등이 대부분 이며, 상기의 태양광 볼라드와 태양광 가로등의 대표적 단점은 지주의 상부에 태양광 패널을 단면으로 설치한 형태로서, 태양광 패널의 면적도 결정되어 발전량에 증대하는데 한계가 있고, 태양광 패널을 지주부의 개구부를 통해 지주 상하 방향으로 다수 개를 설치한 형태 또는 지주부의 외주면의 둘레로 다수개의 태양광 패널을 설치한 형태가 있으나, 이와 같은 형태의 경우 지주의 상하 방향으로 다수개의 태양광 패널 설치는 가능하나 상하로 설치된 태양광 패널 상호간 간섭이 존재하므로 패널로 입사되는 광원이 패널에 의해 가려지거나 음영이 발생하지 않도록 하기 위해서는 설치할 수 있는 태양광 패널이 제한적인 단점이 있다.
그리고, 지주부의 외주면 둘레로 태양광 패널을 부착하거나 필름형 태양광 패널을 지주부의 외주면을 감는 형태로 할 경우 지주부를 다시 제작하여야 하며 경광, 조명 기능이 없는 기존의 볼라드를 이용한 설치가 불가능하고 기존 볼라드를 철거 후 경광, 조명기능을 가지는 볼라드를 신설하여야 하므로 신규 설치에 따른 시설비, 공사비, 시간이 소요되는 단점이 있다.
또한, 태양광을 이용한 가로등도 태양광 볼라드와 마찬가지로 가로등 지주부 둘레를 따라 태양광 모듈을 부착한 형태, 지주부의 외주면에 필름형태의 태양전지 모듈을 부착한 형태, 지주부를 이용하여 가로등 상부에 태양광 패널을 부착한 형태 등이 대부분으로 기존 가로등을 지주를 그데로 이용한 설치가 불가능하다.
따라서 본 발명에서는 상술한 대부분의 태양광 볼라드와 태양광 가로등이 가지는 단점과 문제를 효과적이고 효율적으로 해결하기 위하여 기존 볼라드 또는 가로등 지주에 용이하게 설치가 가능하고 태양광 또는 일반 조명 빛이 다중 솔라셀 유닛에 설치된 솔라셀로 원활히 유입되도록 내구성과 가공성이 우수한 투명 폴리카보네이트(PC)로 제작된 원통형 또는 사각 기둥형의 구조체 내부 공간에 다중으로 솔라셀을 형성하여 광원이 지속적으로 솔라셀로 유입되도록 제작한 다중 솔라셀 유닛을 적용하므로서 넓은 발전 면적을 가지는 솔라셀 이용이 가능하여 고 용량, 고 효율을 가지는 발전 방법을 제공할 수 있으며, 특히 기존 볼라드 또는 가로등 지주를 이용하여 용이한 설치와 생산되는 전력의 다양한 활용이 가능하여 상술한 태양광 볼라드 및 태양광 가로등이 가지는 다양한 문제점을 보다 효과적이고 효율적으로 개선하는 방법과 기술이 필요하였다고 하겠다.
상술한 문제점들을 효과적이고 효율적으로 개선하고 해결하기 위한 본 발명에 의한 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치는 경광기능, 조명기능, 발광기능 등을 위해 필요한 전력 생산수단이 되는 솔라셀(태양광 패널)을 구성하는데 있어서, 기존 방식은 태양광에 의한 발전량 증대를 위하여 볼라드 또는 가로등 지주의 상하 방향으로 다수개의 태양광 패널을 설치할 수는 있으나, 태양광 패널로 입사되는 광원이 태양광 패널 상호간 간섭으로 광원이 가려지거나 음영 발생이 없도록 배치하기 위해서는 실제 설치할 수 있는 태양광 패널의 수량에 한계가 존재한다.
또한, 지주부의 외주면 둘레로 태양광 패널을 부착하거나 필름형 태양광 패널을 지주부 외주면을 감는 형태와 같이 설치한 경우, 고가의 제작비용이 소요되어야 하며 경광, 조명, 발광기능이 없는 기존의 볼라드에 적용할 수 없어 기존 방식이 가지는 이러한 문제점 개선을 위하여 본 발명은 창출된 것으로서, 다양한 규격을 가지는 볼라드 및 지주 형태의 가로등의 구조에 맞도록 용이하게 설치할 수 있으며 특히, 고 효율, 고 용량 발전이 가능하여 생산되는 전력을 다양하고 광범위하게 활용할 수 있는 장점을 가지는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광원(태양광 및 일반 조명 빛)이 다중 솔라셀 유닛에 설치된 솔라셀로 원활히 유입되도록 내구성과 가공성이 우수한 투명 폴리카보네이트(PC)로 제작된 원통형 또는 사각 기둥형의 구조체 내부 공간에 다중으로 솔라셀을 형성할 수 있도록 하여 정해진 밑 면적에 대해 효과적으로 최대의 발전면적을 가지는 솔라셀의 구비가 가능하게 되므로서, 기존 방식에 비하여 획기적으로 증가한 전력 생산이 가능하다.
상기의 다중 솔라셀 유닛은 유닛의 상부로 부터 유입되는 광원의 원활한 경로 제공을 위하여 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어가 준비되고, 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어의 하부는 반구형 볼록렌즈를 이용하여 유입되는 광원을 확산하기 위한 목적으로 10개의 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부를 가지며 투명 폴리카보네이트 재질로 상기의 렌즈부들을 포함하는 일체형으로 제작되어 진다.
또한, 다중 솔라셀 유닛의 측면을 통하여 유입되는 광원에 대해서도 원활한 경로 제공을 위하여 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어가 준비되는데, 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어의 내 측면에도 반구형 볼록렌즈를 이용하여 측면 입사 광원을 확산하기 위한 목적으로 10개의 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부와 10개의 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부, 10개의 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부가 투명 폴리카보네이트 재질로 일체형으로 제작되어 진다.
상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어는 광 확산 레이어 1, 광 확산 레이어 2, 광 확산 레이어 3과 상호 결합되도록 구성되어 지고, 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어와 광 확산 레이어 1, 2, 3에는 유입되는 광원을 확산, 산란, 반사시켜 다중 솔라셀 유닛 내부 공간에 다중으로 구비된 솔라셀이 최대의 전력을 생산할 수 있도록 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자가 첨가된 투명 폴리카보네이트 재질로 제작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 경광 조명 볼라드와 횡단 보도용 투광 볼라드는, 도로와 인도 등에 설치되어 있는 볼라드에 있어서 기존 볼라드 지주 상부에 용이하게 설치되는 경광 조명유닛과, 다중 솔라셀 유닛과, 경광 조명 운영부에 있어서 상기 다중 솔라셀 유닛으로부터 생산되는 전력을 이용하여 다중 솔라셀 유닛 하부와 결합되는 경광 조명 운영부를 통해 볼라드 지주부 상부에 설치된 경광 조명유닛의 경광 조명용 LED 소자들을 간헐적으로 소자들을 점멸하게 하거나, 연속 점등되도록 하는 수단을 포함한다.
그리고, 횡단보도에 설치되어 자동차로부터 보행자의 안전을 보호하기 위한 횡단보도용 볼라드에 있어서도 기존 볼라드의 지주 상부에 용이하게 설치되는 다중 솔라셀 유닛과 경광 조명 운영부에 있어서, 상기 다중 솔라셀 유닛으로부터 생산되는 전력을 이용하여 다중 솔라셀 유닛 하부와 결합되는 경광 조명 운영부를 통해 생산되는 전력을 보조적으로 저장하기 위한 수단으로 전력저장 및 공급부(외부 베터리)가 구비되고 보행 신호에 따라 횡단보도를 투광하여 자동차 운전자의 시인성 확보를 목적으로 하는 투광등 운용 기능을 더 포함한다.
본 발명의 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치에 따르면 볼라드 지주를 이용하거나 기존 가로등 지주를 이용하여 지주 상부에 용이하게 설치되고, 태양광 또는 일반 조명 빛에 의해서도 고 효율, 고 용량 발전이 가능한 다중 솔라셀 유닛을 통해 생산되는 전력을 이용하여 경광 조명용 LED 소자, 가로등, 일반 전력기기의 동작 전력으로 사용하게 하므로서 경광이나 조명기능이 없는 볼라드에 경광 조명기능의 부가가 가능하여 자동차 운전자 또는 보행자, 시설물 이용자로 하여금 시인성 확보, 사고예방 목적의 경광기능 제공의 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 메탈등, 나트륨등, 수은등을 사용하는 기존 가로등의 지주를 이용하여서도 다중 솔라셀 유닛과 베터리의 설치가 가능하여 기존 가로등 지주를 그데로 사용하고 등기구만 LED 램프로 교체하여 사용 가능하므로 가로등 교체에 따른 예산절감 효과도 있으며, 도로 또는 인도의 바닥면에 일치하도록 매입형 경광 조명장치의 제공도 가능하여 광범위한 적용성과 응용, 활용성이 있다.
첨부된 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 필요한 참조 도로서, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 대표도로서 본 발명의 실시예에 의한 경광 조명 볼라드 적용의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 경광 조명 볼라드 적용의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 경광 조명 볼라드 적용의 평면에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 경광 및 조명기능 운영 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛의 광 확산 및 산란, 반사 구조도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 횡단보도용 투광 볼라드 적용 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 1 이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 2 이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 3 이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 4 이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 바닥 매입형 다중 솔라셀 유닛 적용의 예시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 개발 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경과 대체물, 균등물 등을 포함하는 것으로 이해하고 해석하여야 한다.
명세서에 첨부된 도면은 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면들은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 기술분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략하였으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 이외에 추가로 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "∼유닛", "∼부", "∼솔라셀" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결의 경우뿐 만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴보면, 본 발명은 태양광 또는 일반 조명 빛을 이용하여 고 효율, 고 용량의 전력을 생산하는 방법과 생산되는 전력과 경광 조명용으로 소비되는 전력을 적절히 제어하여 전력을 저장하고 공급하기 위한 수단들과 경광이나 조명기능을 동작함에 있어서 간헐적 점멸이나 연속 점등 등의 LED 제어 수단과, 조도에 의한 경광 조명용 LED 소자들의 자동 동작을 위한 조도 감지수단과, 원격지에서 임의로 경광 조명용 LED 소자들의 동작을 명령하고 제어하기 위한 무선통신 수단 등을 구비하여 경광이나 조명기능을 가지는 볼라드의 제공이 가능하도록 한다.
본 발명에 의한 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치는 다양한 크기와 규격을 가지는 볼라드 또는 기존 가로등 지주를 그데로 이용하여 다중의 솔라셀이 설치될 수 있도록 구성하여, 태양광 또는 일반 조명 빛을 이용하여 최대의 발전이 가능하도록 솔라셀 전체 면적을 획기적으로 증대하였고 다중 솔라셀 유닛의 상부 및 측면으로 유입되는 광원에 의한 솔라셀의 발전 효율이 극대화 되도록 투명 폴리카보네이트에 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자를 첨가 하였고 다중 솔라셀 측면 광 입사 레이어와 3개의 층으로 구성되는 광 확산 레이어 1, 2, 3을 특징적으로 구비하여 고 효율, 고 용량의 전력 생산이 가능하게 구성되어 있다.
또한, 생산된 전력을 이용하여 경광, 조명, 발광 등에 필요한 전력을 순시로 공급하거나 베터리에 충전된 전력을 다양한 방법과 용도로 활용, 응용이 가능하게 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치에 관한 것이며 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 대표도로서 본 발명의 실시예에 의한 경광 조명 볼라드 적용의 예시도이며, 기존 볼라드(10)에 경광, 조명기능을 제공하기 위한 전력 생산의 목적으로 하는 다중 솔라셀 유닛(200)과, 경광 조명 운영부(300)와, 경광 조명유닛(100)을 설치한 경우를 실시예로서 도시한 것 이다.
도면을 참조하면 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 솔라셀 유닛(200)은 기존 볼라드 지주 상부에 설치되도록 원통형으로 제작되고 다중 솔라셀 유닛(200)의 하부에는 다중 솔라셀 유닛과 결합되는 원통형의 경광 조명 운영부(300)가 구비되고 기존 볼라드 체결 금구(410)를 이용하여 용이하게 설치할 수 있으며, 상기 다중 솔라셀 유닛(200)은 현재 설치되어 있는 다양한 규격과 모양의 볼라드에 맞도록 외형을 원통형 또는 사각 기둥형 등으로 제작할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 경광 조명 볼라드 적용의 평면도로서 도면에서와 같이 원주 시계 방향으로 경광 조명용 LED 소자 #1(80a), 경광 조명용 LED 소자 #2(80b), 경광 조명용 LED 소자 #3(80c), 경광 조명용 LED 소자 #4(80d), 경광 조명용 LED 소자 #5(80e), 경광 조명용 LED 소자 #6(80f), 경광 조명용 LED 소자 #7(80g), 경광 조명용 LED 소자 #8(80h)을 구비하고, 경광 조명 유닛의 중심 좌측에는 조도센서(85)와 우측에는 무선통신모듈(86)을 구비한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 경광 조명 볼라드 적용의 평면에 대한 단면도로서, 경광 조명용 LED 소자 #1(80a), 경광 조명용 LED 소자 #2(80b), 경광 조명용 LED 소자 #3(80c), 경광 조명용 LED 소자 #4(80d), 경광 조명용 LED 소자 #5(80e), 경광 조명용 LED 소자 #6(80f), 경광 조명용 LED 소자 #7(80g), 경광 조명용 LED 소자 #8(80h)과 조도센서(85)와 무선통신모듈(86)은 경광 조명용 PCB 기판(70)을 이용하여 PCB 회로 패턴으로 형성하는 것이 바람직하며, 경광 조명유닛(100)은 강화 투명 폴리카보네이트(PC) 재질의 경광 조명유닛 상부커버(90)로 보호되도록 커버가 구비되고 빗물의 침투나 외부 오염원의 유입이 차단되도록 방수, 방진형으로 제작하는 것이 바람직하며 상기의 경광 조명용 LED 소자들은 필요와 용도에 따라 구비되는 갯수와 평면도를 기준으로 구비되는 위치를 조절할 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 작용과 특징을 보다 상세히 설명하면 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)는 상부로부터 입사되는 광원의 원활한 경로를 제공하기 위하여 일정 두께를 가진 투명 폴리카보네이트(PC)로 제작되고 도 3의 단면도(평면도에 대한 A-A' 단면도)에서와 같이 다중 솔라셀 유닛(200)의 상부로 부터 입사되는 광원이 효율적으로 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)쪽으로 확산되도록 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어 하부의 원주방향 둘레로 반구형 볼록렌즈를 이용하여 상부측 유입 광원을 확산하기 위한 목적으로 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 1 (202a), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 2 (202b), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 3 (202c), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 4 (202d), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 5 (202e), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 6 (202f), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 7 (202g), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 8 (202h), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 9 (202i), 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 10 (202j)의 10개의 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부를 가지며 투명 폴리카보네이트 재질로 상기의 렌즈부들을 포함하는 일체형으로 제작되어 지며 상기 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)는 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)와 상하로 결합되어 진다.
또한, 다중 솔라셀 유닛의 측면을 통하여 유입되는 측면 광원에 대해서도 원활한 경로를 제공하기 위하여 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)가 준비되는데 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)의 내 측면에도 반구형 볼록렌즈를 이용하여 측면 입사 광원을 광 확산 레이어 1(202), 광 확산 레이어 2(203), 광 확산 레이어 3(204)쪽으로 확산시키고 상기 광 확산 레이어 1(202)과 결합되는 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 1(241a), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 2(241b), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 3(241c), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 4(241d), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 5(241e), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 6(241f), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 7(241g), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 8(241h), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 9(241i), 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부10(241j)가 구비되고, 상기 광 확산 레이어 2(203)와 결합되는 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 1(242a), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 2(242b), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 3(242c), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 4(242d), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 5(242e), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 6(242f), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 7(242g), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 8(242h), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 9(242i), 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 10(242j)가 구비되고, 상기 광 확산 레이어 3(204)와 결합되는 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 1(243a), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 2(243b), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 3(243c), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 4(243d), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 5(243e), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 6(243f), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 7(243g), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 8(243h), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 9(243i), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 10(243j)가 구비되어 지는 것을 특징으로 한다.
상술한 10개의 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부, 10개의 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부와 10개의 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부는 ㎛ 단위의 입자경을 가진 유리분말이 첨가된 투명 폴리카보네이트 재질로 다중 솔라셀 측면 광 입사 레이어(240)와 일체형으로 제작되어 지고, 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)와 광 확산 레이어 1(202), 광 확산 레이어 2(203), 광 확산 레이어 3(204)는 상호 결합되어 다중 솔라셀 유닛(200) 상부 및 측면으로 유입되는 광원을 상기 광 확산 레이어 1, 2, 3 측으로 확산, 산란, 반사시켜 광 확산 레이어 1 솔라셀 1(210a), 광 확산 레이어 1 솔라셀 2(210b), 광 확산 레이어 2 솔라셀 1(220a), 광 확산 레이어 2 솔라셀 2(220b), 광 확산 레이어 3 솔라셀 1(230a), 광 확산 레이어 3 솔라셀 2(230b)가 최대의 발전 효율을 낼 수 있도록 ㎛ 단위의 입자경을 가진 유리분말이 첨가된 투명 폴리카보네이트 재질로 제작하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 현재 산업용으로 제조, 생산되는 유리 분말은 용도에 따라 입자경이 1.0㎛∼1.5㎛ 제품과 입자경이 2.0㎛∼3.0㎛, 3.0㎛∼5.0㎛ 등의 입자경을 가지는 제품이 있는데 본 발명의 바람직한 실시예를 위하여 최소 입자경을 가진 1.0㎛의 유리 분말을 광원의 투과율을 고려하여 2%가 첨가(폴리카보네이트 98%, 유리분말 2%)된 투명 폴리카보네이트 재질로 제작하는 것이 바람직하다 하겠다.
한편, 도 3 에서와 같이 다중 솔라셀 유닛(200)의 내부 공간에 설치되어야 하는 광 확산 레이어 1 솔라셀 1 (210a), 광 확산 레이어 1 솔라셀 2 (210b), 광 확산 레이어 2 솔라셀 1 (220a), 광 확산 레이어 2 솔라셀 2 (220b), 광 확산 레이어 3 솔라셀 1 (230a), 광 확산 레이어 3 솔라셀 2 (230b)의 용이한 설치를 위하여 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)는 평면에 대한 단면도에서와 같이 좌 우측 각각을 반원통형으로 제작하고 각각의 광 확산 레이어1, 2, 3 (202, 203, 204)과 서로 용이하고 정확하게 맞물려 결합되도록 광 확산 레이어 1 후면 체결부(205a), 광 확산 레이어 2 후면 체결부(205b), 광 확산 레이어 3 후면 체결부(205c), 광 확산 레이어 1 전면 체결부(205d), 광 확산 레이어 2 전면 체결부(205e), 광 확산 레이어 3 전면 체결부(205f)를 구비하도록 하는 것이 바람직한 실시예라 할 수 있겠다.
또한, 본 발명에 따른 다중 솔라셀 유닛(200)의 구성 특징은 도 3의 다중 솔라셀 유닛의 평면에 대한 단면도에서와 같이 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)와 광 확산 레이어 1 (202) 사이의 공간에 광 확산 레이어 1 솔라셀 1 (210a)과 광 확산 레이어 1 솔라셀 2 (210b)가 상하로 구비되는데, 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)를 통과한 상부측 입사 광을 이용하여 광 확산 레이어 1 솔라셀 1(210a)이 전력을 생산할 수 있도록 광 확산 레이어 1 솔라셀 1 (210a)의 발전면(n층)은 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)와 솔라셀 발전면이 마주 보도록 구비되고, 광 확산 레이어 1 솔라셀 2 (210b)는 광 확산 레이어 1을 통과한 입사 광에 의해 전력을 생산할 수 있도록 광 확산 레이어 1과 솔라셀 발전면이 마주 보도록 구비되고, 광 확산 레이어 1 (202)과 광 확산 레이어 2 (203) 사이의 내부 공간에는 광 확산 레이어 2 솔라셀 1 (220a)과 광 확산 레이어 2 솔라셀 2 (220b)가 상하로 구비되어 지는데 광 확산 레이어 1 (202)을 통과한 입사 광에 의해 광 확산 레이어 2 솔라셀 1 (220a)이 전력을 생산할 수 있도록 광 확산 레이어 2 솔라셀 1 (220a)의 발전면(n층)은 광 확산 레이어 1 (202)과 발전면이 마주 보도록 구비되고, 광 확산 레이어 2 솔라셀 2 (220b)는 광 확산 레이어 2 (203)을 통과 한 입사광에 의해 전력이 생산되도록 광 확산 레이어 2 솔라셀 2 (220b)의 발전면(n층)은 광 확산 레이어 2 (203)와 발전면이 마주 보도록 구비되어 지고, 상술한 구성 특성과 같이 광 확산 레이어 2 (203)와 광 확산 레이어 3 (204) 사이의 내부 공간에도 광 확산 레이어 3 솔라셀 1 (230a)과 광 확산 레이어 3 솔라셀 2 (230b)가 상하로 구비되어 지는데 광 확산 레이어 2 (203)를 통과 한 입사광에 의해 광 확산 레이어 3 솔라셀 1 (230a)이 전력을 생산하도록 광 확산 레이어 3 솔라셀 1 (230a)의 발전면(n층)은 광 확산 레이어 2 (203)와 발전면이 마주 보도록 구비되어 지고, 광 확산 레이어 3 (204)을 통과 한 입사광에 의해 광 확산 레이어 3 솔라셀 2 (230b)가 전력을 생산하도록 광 확산 레이어 3 솔라셀 2 (230b)의 발전면(n층)은 광 확산 레이어 3 (204)과 발전면이 마주 보도록 구비되어 지도록 구성하는 것을 특징으로 하여 다중 솔라셀 유닛(200)의 상부 및 측면을 통해 입사되는 광원 모두를 이용하여 발전이 가능하게 구성 된다.
그리고 다중 솔라셀 유닛(200) 내부 공간에 구비되어지는 솔라셀은 현재 상용화되어 있는 다양한 종류의 솔라셀 중에서 본 발명의 바람직하고 효율적인 실시를 위하여 솔라셀(태양광 패널)의 발전효율, 모듈의 내구성, 모듈의 가격, 용도 등을 종합적으로 고려하여 선정 할 수 있으며, 가장 범용적으로 사용되고 있는 180㎛ 또는 200㎛, 220㎛ 등의 셀 두께를 가지는 실리콘 솔라셀(태양광 패널)을 적용하는 것이 바람직하며, 상술한 각각의 레이어(다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어, 광 확산 레이어 1, 광 확산 레이어 2, 광 확산 레이어 3)사이의 내부 공간(단면도 상에서 레이어간 상하 거리 및 평면도 상에서 솔라셀이 차지하는 면적 등)은 적용하는 솔라셀의 두께와 크기(가로 및 세로크기와 이에 따른 솔라셀의 면적 등), 그리고 제작시 고려하여야 하는 허용 오차 등을 감안하여 충분히 결정할 수 있으며 가령, 박막형 솔라셀을 적용할 경우 다중 솔라셀 유닛(200)의 세로 크기를 크게 줄일수 있다는 장점이 있다.
도 3의 다중 솔라셀 유닛(200)의 평면에 대한 단면도에서와 같이 다중 솔라셀 유닛(200)을 통해 생산되는 전력을 효율적으로 제어하고 생산된 전력을 저장하거나 공급하기 위하여 경광 조명 운영부(300)가 구비되어 지는데 경광 조명 운영부(300)는 전력을 생산하는 다중 솔라셀 유닛(200)과 용이하게 결합할 수 있도록 경광 조명 운영부와 다중 솔라셀 유닛 체결부 a (325a)와 경광 조명 운영부와 다중 솔라셀 유닛 체결부 b (325b)를 이용하여 결합되어 지고, 본 발명의 바람직한 실시를 위하여 경광 조명 운영부와 다중 솔라셀 유닛 체결부a, b (325a, 325b)에 국한되지 않고 구조체 설계과정에서 체결부의 수량은 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 경광 및 조명기능 운영 블록도로서, 다중 솔라셀 유닛(200)의 내부 공간에 구비되는 광 확산 레이어 1 솔라셀 1 (210a), 광 확산 레이어 1 솔라셀 2 (210b), 광 확산 레이어 2 솔라셀 1 (220a), 광 확산 레이어 2 솔라셀 2 (220b), 광 확산 레이어 3 솔라셀 1 (230a), 광 확산 레이어 3 솔라셀 2 (230b)로부터 생산되는 전력(직류전력)과 경광 조명용 LED 소자 #1(80a), 경광 조명용 LED 소자 #2(80b), 경광 조명용 LED 소자 #3(80c), 경광 조명용 LED 소자 #4(80d), 경광 조명용 LED 소자 #5(80e), 경광 조명용 LED 소자 #6(80f), 경광 조명용 LED 소자 #7(80g), 경광 조명용 LED 소자 #8(80h)과 외부 전력기기(81)의 동작유무에 따라 변동되는 전력부하를 고려하여 전력 충방전 제어부(310a)를 통해 전력저장 공급부(내부 베터리) (310b) 또는 전력저장 공급부(외부 베터리) (310c)가 과충전되거나 방전되지 않도록 함과 동시에 생산되는 전력이 자동적으로 베터리에 저장되도록 제어하고 상기의 경광 조명용 LED 소자들과, 상기의 전력 충방전 제어부와, 상기의 전력 저장 공급부들은 다중 솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75) 및 다중 솔라셀 유닛 외부용 회로 배선(76)으로 상호 연결되어 운영되도록 구성되어 지고, 야간에 조도를 감지하여 상기의 경광 조명용 LED 소자들과 외부 전력기기를 자동적으로 동작 가능하게 하기 위하여 경광 조명유닛(100)에 구성된 조도센서(85)와도 다중 솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75)으로 연결되고, 조도센서의 감지 동작과 관계없이 원격지에서 무선통신 명령을 통하여 임의로 상기의 경광 조명용 LED 소자들과 외부 전력기기를 동작 시킬수 있도록 경광 조명유닛(100)에 구성된 무선통신모듈(86)과도 다중솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75)으로 연결되고, 상술한 무선통신 명령에 따라 상기의 경광 조명용 LED 소자들 또는 외부 전력기기를 간헐적으로 점멸하게 하거나 연속적으로 점등되도록 하기 위한 목적의 LED 제어부(320)도 상기의 다중 솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75) 및 다중 솔라셀 유닛 외부용 회로 배선(76)으로 상호 연결되어 본 발명에 따른 경광 조명장치를 효과적으로 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛의 광 확산 및 산란, 반사 구조도로서 상술한 바와 같이 다중 솔라셀 유닛(200)의 상부로부터 유입되는 태양광 또는 조명빛은 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201) 하부의 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부(202a, 202b, 202c, 202d, 202f, 202g, 202h, 202i, 202j)를 통과하면서 확산되고 확산된 상부 입사광은 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)를 통과한 측면광과 더하여 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어에 첨가된 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자들에 작용하여 활발한 산란과 반사를 일으키게 되고 도 9 내지 도 10, 도 11에서와 같이 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어 내측의 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 1, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 2, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 3, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 4, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 5, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 6, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 7, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 8, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 9, 광 확산 레이어 1 광확산 렌즈부 10를 통과하며 재 확산되어 지고, 이렇게 재 확산된 상부 입사광과 측면 입사광들은 광 확산 레이어 1(202)에 첨가된 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자들에 또다시 작용하여 광범위한 산란과 반사를 일으키게 되고, 상술한 바와 같이 동일한 구조로 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어 내측의 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 1, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 2, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 3, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 4, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 5, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 6, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 7, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 8, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 9, 광 확산 레이어 2 광확산 렌즈부 10를 통과하며 재 확산되어 지고, 이렇게 재 확산된 상부 입사광과 측면 입사광들은 광 확산 레이어 2(203)에 첨가된 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자들에 또다시 작용하여 광범위한 산란과 반사를 일으키게 되고, 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어 내측의 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 1, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 2, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 3, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 4, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 5, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 6, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 7, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 8, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 9, 광 확산 레이어 3 광확산 렌즈부 10를 통과하며 재 확산되어 지고, 이렇게 재 확산된 상부 입사광과 측면 입사광들은 광 확산 레이어 3(202)에 첨가된 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자들에 또다시 작용하여 광범위한 산란과 반사를 일으키게 되므로 상술한 각각의 레이어들(다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어, 광 확산 레이어 1, 광 확산 레이어 2, 광 확산 레이어 3) 에 접하여 발전면을 마주보도록 설치된 솔라셀에 상술한 광원들이 상호 작용하여 고 효율의 발전을 가능하게 하는 구성을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 횡단보도용 투광 볼라드 적용의 예시도로서, 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 볼라드 상부에 도 1에서와 같이 경광 조명유닛(100)을 구성하지 않고 전력생산을 목적으로 하는 다중 솔라셀 유닛(200)과 경광 조명 운영부(300)만을 볼라드 상부에 설치하여 상기의 다중 솔라셀 유닛이 생산한 전력을 투광 목적에 맞도록 전력저장 공급부(외부 베터리) (310c)를 이용하여 저장된 전력을 다중 솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75) 및 다중 솔라셀 유닛 외부용 회로 배선(76)으로 외부 전력기기(투광등) (81)에 공급하도록 구성하는 것을 특징으로 하며 명세서 발명의 배경이 되는 기술에서 상술한 바와 같이 기존의 태양광 볼라드 또는 상용전력을 이용하는 횡단보도용 투광 볼라드가 가지는 단점과 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 의한 다중 솔라셀 유닛을 이용한 전력생산 방법 및 이를 이용한 경광 조명용 장치를 보조용 전력공급 장치 또는 상용전력을 대체하는 전력공급 장치로 활용할 수 있는 특징을 가진다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 변형가능 평면도로서, 본 발명에 따른 구성 요소중 상술한 경광 조명유닛(100)의 경광 조명용 LED 소자들(80a, 80b, 80c, 80d, 80e, 80f, 80g, 80h, 80i, 80j)을 제외한 다중 솔라셀 유닛(200)과 경광 조명운영부(300)를 채용한 실시예로서, 기존 태양광 볼라드, 기존 태양광 가로등이 가지는 단점과 문제점을 효과적으로 대체함과 동시에 상용 전력을 사용하는 메탈등, 할로겐등, 수은등 등으로 구성된 기존 가로등 시설을 전력 소모가 작고 조명 효율이 우수한 LED등으로 대체할 수 있는 방법으로서, 기존 가로등 지주를 그데로 사용하고 상기의 다중 솔라셀 유닛(200)과 경광 조명 운영부(300)와 필요시 전력 저장 및 공급부(외부 베터리) (310c)를 추가로 구성하고 등기구만 LED등으로 교체할 경우 매우 경제적으로 가로등 시설을 개량할 수 있다는 장점을 가지며 상기 전력 저장 및 공급부(외부 베터리)는 기존 가로등 지주속 하부에 충분히 구성할 수 있으며, 상술한 조도센서(85)와 무선 통신모듈(86) 기능을 이용하여 가로등을 자동으로 점멸하게 구성하여 운영관리에 편리함을 더 할 수 있고 또 다른 다른 실시예로서 버스정류장 지붕 상부에 다중 솔라셀 유닛(200)과 경광 조명 운영부(300), 전력 저장 및 공급부(외부 베터리) (310c)를 설치하여 버스 운행정보 안내 전광판 운영을 위해 필요한 무정전 전원공급장치(UPS)의 이중화 전력공급도 가능하게 하여 신뢰성 높은 버스 운행정보 시스템 구축이 가능하고, 도심지 또는 농촌지역, 산지 등 광범위한 지역에 설치된 다양한 크기와 형태를 가진 지주를 이용하여 용이하게 전력을 생산하여 전력 공급을 가능하게 하는 장점과 높은 활용성을 가지게 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 1 로서, 다중 솔라셀 유닛(200)을 A-A'방향으로 바라본 평면에 대한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 2 로서, 다중 솔라셀 유닛(200)을 구성하는 광 확산 레이어 1(202) 측에서 B-B'방향으로 바라본 평면에 대한 단면도이며, 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)에 일체형으로 구비된 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 1(241a)∼광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 10 (241j) 까지 10개의 광 확산 렌즈부가 광 확산 레이어 1(202)에 결합되는 구성을 상세히 보여주고 있고 상기의 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어와 10개의 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부의 상호 작용과 효과는 도 5를 참조한 설명에 상세히 기재되어 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 3 으로서, 다중 솔라셀 유닛(200)을 구성하는 광 확산 레이어2(203) 측에서 C-C'방향으로 바라본 평면에 대한 단면도이며, 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)에 일체형으로 구비된 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 1(242a)∼광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 10(242j) 까지 10개의 광 확산 렌즈부가 광 확산 레이어 2(203)에 결합되는 구성을 상세히 보여주고 있고 상기의 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어와 10개의 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부의 상호 작용과 효과는 도 5를 참조한 설명에 상세히 기재되어 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 다중 솔라셀 유닛 구성의 변형 가능 평면에 대한 단면도 4 으로서, 다중 솔라셀 유닛(200)을 구성하는 광 확산 레이어 3(204) 측에서 D-D'방향으로 바라본 평면에 대한 단면도이며, 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)에 일체형으로 구비된 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 1(243a)∼광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 10(243j) 까지 10개의 광 확산 렌즈부가 광 확산 레이어 3(204)에 결합되는 구성을 상세히 보여주고 있고 상기의 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어와 10개의 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부의 상호 작용과 효과는 도 5를 참조한 설명에 상세히 기재되어 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 바닥 매입형 다중 솔라셀 유닛의 적용 예시도로서, 도로 또는 인도의 바닥 레벨에 맞도록 매입형으로 경광 조명유닛(100)과, 다중 솔라셀 유닛(200)과, 경광 조명 운영부(300)를 설치한 실시예이고 상기의 경광 조명 유닛, 다중 솔라셀 유닛, 경광 조명 운영부는 상술한 바와 같이 서로 결합되어 일체형으로 바닥 매입용 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체(500) 내에 수납된다.
여기서, 상기의 바닥 매입용 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체는 도로 또는 인도의 바닥에 앙카 볼트 등으로 견고히 고정할 수 있도록 바닥 고정용 볼트 홀 1(501a), 바닥 고정용 볼트 홀 2(501b), 바닥 고정용 볼트 홀 3(501c), 바닥 고정용 볼트 홀 4(501d)가 구비되어 지고 일체형으로 결합되어 상기의 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체 내부에 수납되는 다중 솔라셀 유닛 내부 공간에 설치되는 광 확산 레이어 1 솔라셀 1(210a), 광 확산 레이어 1 솔라셀 2(210b) 광 확산 레이어 2 솔라셀 1(220a), 광 확산 레이어 2 솔라셀 2(220b), 광 확산 레이어 3 솔라셀 1(230a), 광 확산 레이어 3 솔라셀 2(230b)에 작용하는 입사 광원은 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)를 통과하여 유입되는 입사광만이 존재하므로 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)를 활용한 입사 광원의 확산과 산란, 반사를 최대로 하기 위해서는 바닥 매입용 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체 내면(505)은 은 이온을 이용하여 도금한 매우 미려한 면을 가진 반사체로 구성하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구 범위와 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 그 것은 당연하다.
10 : 기존 볼라드 70 : 경광 조명용 PCB 기판
75 : 다중솔라셀 유닛 내부용 회로 배선
76 : 다중솔라셀 유닛 외부용 전력 배선
81 : 외부 전력기기(가로등, 조명등, 투광등, 경관등, LED 등)
81a : 투광등용 투명 보호 커버
80a : 경광 조명용 LED 소자 #1 80b : 경광 조명용 LED소자 #2
80c : 경광 조명용 LED 소자 #3 80d : 경광 조명용 LED 소자 #4
80e : 경광 조명용 LED 소자 #5 80f : 경광 조명용 LED 소자 #6
80g : 경광 조명용 LED 소자 #7 80h : 경광 조명용 LED 소자 #8
85 : 조도 센서 86 : 무선통신모듈
90 : 경광 조명 유닛 상부 커버
100 : 경광 조명 유닛 200 : 다중솔라셀 유닛
201 : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어
202a : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 1
202b : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 2
202c : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 3
202d : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 4
202e : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 5
202f : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 6
202g : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 7
202h : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 8
202i : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 9
202j : 다중 솔라셀 유닛 상부 광 확산 렌즈부 10
202 : 광 확산 레이어 1 203 : 광 확산 레이어 2
204 : 광 확산 레이어 3
205a : 광 확산 레이어 1 후면 체결부
205b : 광 확산 레이어 2 후면 체결부
205c : 광 확산 레이어 3 후면 체결부
205d : 광 확산 레이어 1 전면 체결부
205e : 광 확산 레이어 2 전면 체결부
205f : 광 확산 레이어 3 전면 체결부
210a : 광 확산 레이어 1 솔라셀 1
210b : 광 확산 레이어 1 솔라셀 2
220a : 광 확산 레이어 2 솔라셀 1
220b : 광 확산 레이어 2 솔라셀 2
230a : 광 확산 레이어 3 솔라셀 1
230b : 광 확산 레이어 3 솔라셀 2
240 : 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어
241a : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 1
241b : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 2
241c : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 3
241d : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 4
241e : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 5
241f : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 6
241g : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 7
241h : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 8
241i : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 9
241j : 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 10
242a : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 1
242b : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 2
242c : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 3
242d : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 4
242e : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 5
242f : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 6
242g : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 7
242h : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 8
242i : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 9
242j : 광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 10
243a : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 1
243b : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 2
243c : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 3
243d : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 4
243e : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 5
243f : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 6
243g : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 7
243h : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 8
243i : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 9
243j : 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 10
244 : 광 확산 및 산란, 반사용 유리분말 입자
300 : 경광 조명 운영부
310 : 직류 제어 저장부 310a : 전력 충방전 제어부
310b : 전력 저장 및 공급부 (내부 베터리)
310c : 전력 저장 및 공급부 (외부 베터리)
320 : LED 제어부
325a : 경광 조명 운영부와 다중 솔라셀 유닛 체결부 a
325b : 경광 조명 운영부와 다중 솔라셀 유닛 체결부 b
410 : 볼라드 체결 금구
500 : 바닥 매입용 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체
501a : 바닥 고정용 볼트 홀 1 501b : 바닥 고정용 볼트 홀 2
501c : 바닥 고정용 볼트 홀 3 501d : 바닥 고정용 볼트 홀 4
505 : 바닥 매입용 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체 내면

Claims (9)

  1. 원통 형상 또는 사각 기둥형상을 가지는 다중 솔라셀 유닛(200) ;
    솔라셀을 이용하여 전력을 생산하고, 생산되는 전력을 이용하여 LED 소자들을 동작시키고, 전력을 저장하는 경광 조명 운영부(300);
    경광 조명 장치가 바닥에 매입되어 설치되도록 바닥 매입형 다중 솔라셀 유닛(500); 포함하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치에 있어서,

    상기 바닥 매입형 다중 솔라셀 유닛(500)에 경광 조명유닛(100), 다중 솔라셀 유닛(200), 경광 조명 운영부(300)가 수납되며,
    상기 다중 솔라셀 유닛(200)은 투명 폴리카보네이트 재질로 형성된 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)와 투명 폴리카보네이트 재질로 형성된 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)가 결합되고, 상기 다중 솔라셀 유닛 측면 광 입사 레이어(240)는 상하로 일정 공간의 이격을 두고 투명 폴리카보네이트 재질로 형성된 광 확산 레이어 1(202), 광 확산 레이어 2(203), 광 확산 레이어 3(204)와 결합되며,
    상기 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)와 광 확산 레이어 1(202) 사이의 내부공간에 장착되는 광 확산 레이어 1 솔라셀 1(210a)과 광 확산 레이어 1 솔라셀 2(210b) ;
    상기 광 확산 레이어 1(202)과 광 확산 레이어 2(203) 사이의 내부공간에 장착되는 광 확산 레이어 2 솔라셀 1(220a)과 광 확산 레이어 2 솔라셀 2(220b) ;
    상기 광 확산 레이어 2(203)와 광 확산 레이어 3(204) 사이의 내부공간에 장착되는 광 확산 레이어 3 솔라셀 1(230a)과 광 확산 레이어 3 솔라셀 2(230b) ;
    상기 바닥 매입형 다중 솔라셀 유닛(500)은 도로 또는 인도의 바닥에 앙카 볼트 로 고정할 수 있도록 바닥 고정용 볼트 홀 1(501a), 바닥 고정용 볼트 홀 2(501b), 바닥 고정용 볼트 홀 3(501c), 바닥 고정용 볼트 홀 4(501d)가 구비되며,
    상기 다중 솔라셀 유닛(200)의 상기 측면 광 입사 레이어(240)를 활용한 입사 광원의 확산과 산란, 반사를 최대로 하기 위하여 상기 바닥 매입용 다중 솔라셀 유닛(500) 설치 구조체 내면(505)은 은으로 도금한 반사체로 구성하며,
    상기 측면 광 입사 레이어(240)의 내 측면에 반구형 볼록렌즈를 이용하여 측면 입사 광원을 광 확산 레이어 1(202), 광 확산 레이어 2(203), 광 확산 레이어 3(204)쪽으로 확산시키고 상기 광 확산 레이어 1(202)과 결합되는 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 1(241a),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 2(241b),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 3(241c),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 4(241d),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 5(241e),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 6(241f),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 7(241g),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 8(241h),광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부 9(241i),광 확산 레이어1 광 확산 렌즈부10(241j)가 구비되고, 광 확산 레이어상기 광 확산 레이어 2(203)와 결합되는 2 광 확산 렌즈부 1(242a),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 2(242b),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 3(242c),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 4(242d),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 5(242e),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 6(242f),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 7(242g),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 8(242h),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 9(242i),광 확산 레이어 2 광 확산 렌즈부 10(242j)가 구비되고, 상기 광 확산 레이어 3(204)와 결합되는 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 1(243a), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 2(243b), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 3(243c), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 4(243d), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 5(243e), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 6(243f), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 7(243g), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 8(243h), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 9(243i), 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부 10(243j)가 구비되며,
    상기 광 확산 레이어 1 광 확산 렌즈부내지 광 확산 레이어 3 광 확산 렌즈부는 유리분말이 첨가된 투명 폴리카보네이트 재질로 다중 솔라셀 측면 광 입사 레이어(240)와 일체형이며,
    유리분말이 첨가된 투명 폴리카보네이트의 입자경은 1.0㎛∼5.0㎛이고, 폴리카보네이트 98 중량%, 유리분말 2 중량%이며,
    상기 측면 광 입사 레이어(240)와 광 확산 레이어 1(202), 광 확산 레이어 2(203), 광 확산 레이어 3(204)는 상호 결합되어 상기 다중 솔라셀 유닛(200) 상부 및 측면으로 유입되는 광원을 상기 광 확산 레이어 1, 2, 3 측으로 확산, 산란, 반사시키는 것을 특징으로 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 확산 레이어 1 솔라셀 1(210a)의 발전면은 다중 솔라셀 유닛 상부 광 입사 레이어(201)에 접하여 발전면이 마주 보도록 장착되고,
    상기 광 확산 레이어 1 솔라셀 2(210b)의 발전면은 광 확산 레이어 1(202)에 접하여 발전면이 마주 보도록 장착되고,
    상기 광 확산 레이어 2 솔라셀 1(220a)의 발전면은 광 확산 레이어 1(202)에 접하여 발전면이 마주 보도록 장착되고,
    상기 광 확산 레이어 2 솔라셀 2(220b)의 발전면은 광 확산 레이어 2(203)에 접하여 발전면이 마주 보도록 장착되고,
    상기 광 확산 레이어 3 솔라셀 1(230a)의 발전면은 광 확산 레이어 2(203)에 접하여 발전면이 마주 보도록 장착되고,
    상기 광 확산 레이어 3 솔라셀 2(230b)의 발전면은 광 확산 레이어 3(204)에 접하여 발전면이 마주 보도록 장착되는 것을 특징으로 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 경광 조명 운영부(300)는 전력 충방전 제어부(310a)와, 전력 저장 및 공급부(310b)와, LED 제어부(320)를 포함하고 다중 솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75)에 의해 기능과 동작요소들이 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경광 조명 운영부(300)는 경광 조명유닛(100)과 하드웨어 및 소프트웨어적으로 연결되고,
    상기 경광 조명유닛(100)은 경광 조명용 LED 소자들(80a, 80b, 80c, 80d, 80e, 80f, 80g, 80h)과 조도센서(85)와, 무선통신모듈(86)을 포함하고, 경광 조명용 PCB 기판(70)을 이용하여 구성요소가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치.
  8. 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경광 조명 운영부(300)는 외부 전력기기를 위한 전력저장 및 공급부(외부 베터리) (310c)와 다중 솔라셀 유닛 내부용 회로 배선(75)에 의해 추가적으로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다중 솔라셀 유닛(200)을 내면이 은 이온으로 도금된 매입용 다중 솔라셀 유닛 설치 구조체(500)에 추가로 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 솔라셀 유닛을 이용한 경광 조명용 장치.
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