KR102413407B1 - 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지모듈 및 엘이디 조명등의 직류부하에서 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 리튬 배터리의 충전 상태와 엘이디 조명등의 직류부하로 출력되는 전력 양을 제어하도록 한 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템에 관한 것으로, 그 구성은 태양전지모듈에 연결되어 엘이디 조명등의 직류부하 및 리튬 배터리에 전력을 제공하고, 상기 엘이디 조명등에 공급되는 리튬 배터리의 전력을 제어하는 전력 제어시스템에 있어서, 상기 리튬 배터리는 태양전지모듈에서 생성된 전력으로 충전되며, 상기 태양전지모듈과 엘이디 조명등의 직류부하 및 상기 리튬 배터리 사이에는 전력변환부가 접속되게 구성되고, 상기 전력변환부는 태양전지모듈에서 생성된 전력을 변환하여 그 변환된 전력으로 상기 리튬 배터리를 충전하거나, 또는 리튬 배터리에 충전된 전력을 변환하여 상기 엘이디 조명등의 직류부하로 공급하며, 상기 전력 제어시스템은 태양전지모듈과 엘이디 조명등 및 리튬 배터리와 전기적으로 연결되는 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 계절별로 일정기간 동안 일몰에서 일출까지의 시간에 대해 측정 값을 산출하며 그 산출된 값을 이용하여 전력사용모드를 설정하고 상기 전력사용모드에 따라 태양전지모듈 또는 리튬 배터리로부터 엘이디 조명등의 직류부하로 출력할 전력레벨 및 전력공급시간이 자동으로 조절되도록 이루어진다.

Description

엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템{Battery power control system supplied to LED lighting}
본 발명은 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지모듈 및 엘이디 조명등의 직류부하에서 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 리튬 배터리의 충전 상태와 엘이디 조명등의 직류부하로 출력되는 전력 양을 제어하도록 한 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템에 관한 기술이다.
조명등(가로등, 보안등 등)이란, 보행자나 차량운전자가 야간에 도로를 이용할시 주간과 비슷한 시야 확보를 제공해서 보행자 및 운전자의 불안감과 피로를 해소하고 범죄나 교통사고를 방지하여, 원활하고 쾌적하게 도로를 이용할 수 있게 해주는 기능을 갖는다.
최근 들어, 전력 수급 부족으로 인하여 태양열 에너지원을 이용하여 자체적으로 전력을 생산하고, 그렇게 생산된 전력을 이용하여 램프를 점등하는 가로등이 등장하게 되었다. 자체 생산된 전력을 배터리를 충전하는데 이용되고, 그 충전된 배터리에 의하여 램프가 점등되는 것이다.
한편, 배터리에 의해 충전될 수 있는 전력량은 제한되어 있고, 더욱이 날씨가 흐린 경우라면 생산되는 전력 양이 미미한데, 이러한 경우 야간에 램프를 점등시키는데 충분한 전력량이 확보되지 못할 수도 있다.
따라서, 배터리의 전력 소비를 제어함으로써 불필요한 전력 낭비를 방지하는 기술의 등장이 요구되었고, 일 예로, 주간에는 태양 전지판을 이용하고 이를 상용 전력선으로 송전하며, 야간에는 상용 전력선으로 전력을 공급받아 조명 등 부하에 사용할 수 있도록 한 계통 연계형 시스템이 제안된 바 있다.
위 기술은 상용계통과의 연동을 위해 구비된 계통연계 인버터의 입력과 상용계통에서 얻어지는 상용 전원 중 하나를 연결 전력선과 선택적으로 결선하여 발전 전력 송전과 상용 전원 사용 중 하나를 결정하는 통합제어부와; 상기 연결 전력선을 통해 직병렬로 연결되고, 해당 연결 전력선의 인가 전력 종류에 따라 선택적으로 동작하는 절환부를 구비하여 상기 연결 전력선을 구비된 솔라 모듈과 부하 중 하나와 연결하며, 상기 솔라 모듈과 상기 절환부 사이에는 상용 전원 인가와 상기 절환부의 절환 동작 사이의 지연 동안 상기 상용 전원의 충격을 완충하는 완충부가 포함된 하나 이상의 단위 발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 태양광 발전 장치로 된 것이다.
위와 같은 기술은 작동과정에서 절환부의 접점에 의하여 상용전원과 솔라모듈이 접속되는 순간 상용전원에 의한 초기 과도 전압이 솔라모듈에 인가되어 솔라모듈이 손상될 우려가 높은 것이어서, 반드시 완충부를 설치하여야 하였고, 이에 따라 직렬 접속된 완충부의 설치에 의하여 불필요한 전력 소비가 발생하는 비효율의 문제가 있으며, 반복되는 초기 돌입 전류에 의하여 완충부가 손상되는 경우에는 고가인 솔라모듈이 손상되어 막대한 경제적 손실을 입게 될 가능성이 매우 농후하였다.
한국 등록특허공보 제10-1001278호(계통 연계형 태양광 발전 장치 및 그 방법, 2010.12.08. 등록) 한국 등록특허공보 제10-1303027호(재생에너지 계통연계 시스템, 가로등 및 그의 제어 방법, 2013.08.28. 등록) 한국 공개특허공보 제10-2012-0071147호(스마트 태양광 가로등의 그룹화를 통한 분산 전원 시스템 및 그의 제어 방법, 2012.07.02. 공개)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지모듈 및 엘이디 조명등의 직류부하에서 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 리튬 배터리의 충전 상태와 엘이디 조명등의 직류부하로 출력되는 전력 양을 효율적으로 제어할 수 있는 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템을 제공함에 있다.
상기 해결과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제해결수단 구성은,
태양전지모듈(10)에 연결되어 엘이디 조명등의 직류부하 및 리튬 배터리(20)에 전력을 제공하고, 상기 엘이디 조명등에 공급되는 리튬 배터리(20)의 전력을 제어하는 전력 제어시스템에 있어서,
상기 리튬 배터리(20)는 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력으로 충전되며,
상기 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등의 직류부하 및 상기 리튬 배터리(20) 사이에는 전력변환부(30)가 접속되게 구성되고, 상기 전력변환부(30)는 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력을 변환하여 그 변환된 전력으로 상기 리튬 배터리(20)를 충전하거나, 또는 리튬 배터리(20)에 충전된 전력을 변환하여 상기 엘이디 조명등의 직류부하로 공급하며,
상기 전력 제어시스템은 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등 및 리튬 배터리(20)와 전기적으로 연결되는 제어부(40)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(40)는 계절별로 일정기간 동안 일몰에서 일출까지의 시간에 대해 측정 값을 산출하며 그 산출된 값을 이용하여 전력사용모드를 설정하고 상기 전력사용모드에 따라 태양전지모듈(10) 또는 리튬 배터리(20)로부터 엘이디 조명등의 직류부하로 출력할 전력레벨 및 전력공급시간이 자동으로 조절되도록 상기 전력 제어시스템의 제반 작동을 제어하도록 이루어진다.
이때, 상기 제어부(40)는, 태양전지모듈(10)로부터 생성된 전력 및 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전력 양을 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 리튬 배터리(20)의 방전 여부를 결정하고, 상기 생성된 전력이 엘이디 조명등의 직류부하의 전력 양 이상일 경우, 상기 생성된 전력을 제1직류 전압으로 변환하여 직류전원공급부에 공급하며, 상기 직류전원공급부에 공급하고 남은 잉여 전력은 제2직류 전압으로 변환하여 상기 리튬 배터리(20)의 충전을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 전력 제어시스템은, 조도를 측정하는 조도센서(52)와, 강수량을 측정하는 우적센서(54)로 구성된 기상관측센서부(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 상기 리튬 배터리(20)는, 전압감지센서를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부(40)는, 상기 전압감지센서를 통해 상기 리튬 배터리(20)의 전압을 감지하여 완충제한을 완충전압의 85%로 제한시킬 수 있다.
본 발명의 다른 추가 실시 예에 따르면, 상기 태양전지모듈(10)은 온도측정센서를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부(40)는 상기 온도측정센서를 통해 상기 태양전지모듈(10)의 온도를 감지하여, 그 감지된 온도가 설정온도 이상일 때, 상기 태양전지모듈(10)의 작동을 중지시킬 수 있다.
삭제
본 발명에 따른 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템은, 태양전지모듈 및 엘이디 조명등의 직류부하에서 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 리튬 배터리의 충전 상태와 엘이디 조명등의 직류부하로 출력되는 전력 양을 효율적으로 제어할 수 있으며, 또한 불필요하게 손실되는 전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템을 보인 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템의 전력제어방법을 보인 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템의 리튬 배터리에 대한 충전방법을 보인 순서도.
본 발명은 태양전지모듈 및 엘이디 조명등의 직류부하에서 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 리튬 배터리의 충전 상태와 엘이디 조명등의 직류부하로 출력되는 전력 양을 제어하도록 한 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템에 관한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 아래와 같다.
- 아 래 -
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템은,
태양전지모듈(10)에 연결되어 엘이디 조명등의 직류부하 및 리튬 배터리(20)에 전력을 제공하고, 상기 엘이디 조명등에 공급되는 리튬 배터리(20)의 전력을 제어하는 전력 제어시스템에 있어서,
상기 리튬 배터리(20)는 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력으로 충전되며,
상기 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등의 직류부하 및 상기 리튬 배터리(20) 사이에는 전력변환부(30)가 접속되게 구성되고, 상기 전력변환부(30)는 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력을 변환하여 그 변환된 전력으로 상기 리튬 배터리(20)를 충전하거나, 또는 리튬 배터리(20)에 충전된 전력을 변환하여 상기 엘이디 조명등의 직류부하로 공급하며,
상기 전력 제어시스템은 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등 및 리튬 배터리(20)와 전기적으로 연결되는 제어부(40)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(40)는 계절별로 일정기간 동안 일몰에서 일출까지의 시간에 대해 측정 값을 산출하며 그 산출된 값을 이용하여 전력사용모드를 설정하고 상기 전력사용모드에 따라 태양전지모듈(10) 또는 리튬 배터리(20)로부터 엘이디 조명등의 직류부하로 출력할 전력레벨 및 전력공급시간이 자동으로 조절되도록 상기 전력 제어시스템의 제반 작동을 제어하도록 이루어진다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 엘이디 조명등(이하, '조명등')은 몸체, 발광다이오드 모듈 및 발광다이오드 모듈 하우징을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 몸체는 일 측이 지면에 고정되고 타 측이 상기 발광다이오드 모듈 하우징을 지지하는 역할을 수행한다.
상기 발광다이오드 모듈은 공급 전력을 이용하여 빛을 발산하는 장치로서, 발광다이오드(Light Emitting Diode) 또는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 일 수 있다. 또한, 본 발명의 발광다이오드 모듈은 점등 및 소등뿐만 아니라 디밍(dimming) 기능을 지원하는 것일 수 있다. 이에 따라 발광다이오드 모듈을 켜고 끄는 것 뿐만 아니라, 발광다이오드 모듈의 휘도를 조절하는 것 또한 가능하게 된다.
상기 발광다이오드 모듈 하우징은 외부 충격으로부터 발광다이오드 모듈을 보호하기 위하여 발광다이오드 모듈의 외부에 구비된다. 상기 발광다이오드 모듈 하우징의 내면에는 빛을 반사시켜 원하는 위치 또는 방향으로 가이드하는 반사체가 구비될 수 있는데, 반사체의 표면에는 난반사층 또는 확산층이 형성되어 전체적으로 균일한 휘도를 가지고 빛이 발산되도록 할 수 있다. 또한, 발광다이오드 모듈 하우징의 내부에는 소켓이 구비될 수 있는데, 이를 통해 발광다이오드 모듈은 리튬 배터리(20)로부터 전력을 공급받을 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 발광다이오드 모듈은 상용 전력이 아니라, 엘이디 조명등 자체적으로 생산한 전력이 이용되어 점등되는데, 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 엘이디 조명등은 태양전지모듈(10) 및 리튬 배터리(20)를 포함하여 구성된다.
솔라 셀(solar cell)로 구성된 태양전지모듈(10)은 태양광을 입사 받음에 따라 전력을 생산하는데, 상기와 같이 생산된 전력이 리튬 배터리(20)에 충전되고, 그 리튬 배터리에 충전된 전력이 발광다이오드 모듈의 점등에 이용되는 것이다.
상기 태양전지모듈(10)에 대한 변형 실시 예로서, 상기 태양전지모듈(10)을 대체하여 풍력 발전기가 구비될 수 있으며, 풍력 발전기 및 태양전지모듈 모두가 구비될 수도 있다.
상기 리튬 배터리(20)는 입사된 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양전지모듈(10)로부터 전력을 공급받아 충전되는데, 이때 상기 리튬 배터리(20)에 충전된 전력은 발광다이오드 모듈의 점등 작동에 이용된다. 이를 위하여 몸체의 내부에는 전력의 전달을 도모하기 위한 각종 전선을 수용할 수 있는 공간이 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 리튬 배터리(20)는 몸체의 상부 공간에 구비될 수 있다. 이에 따라, 엘이디 조명등 주변이 침수되더라도 리튬 배터리(20)로 물이 유입되는 것이 방지될 수 있다.
삭제
한편, 상기 리튬 배터리(20)는 미리 정해진 전력량만이 충전되게 구성할 수 있고, 이를 위한 구성요소로서 전압감지센서를 추가로 구비할 수 있다.
상기 전압감지센서는 후술될 제어부(40)와 전기적으로 연결되고, 일 예로 상기 전압감지센서를 통해 리튬 배터리(20)의 전압을 감지하여, 감지된 값을 토대로 완충제한을 완충전압의 85%로 설정할 수 있다.
상기와 같이, 리튬 배터리(20)에 완충되는 전력 양을 85%로 제한하는 것은 상기 리튬 배터리(20)가 과충전되는 것을 방지함과 동시에 리튬 배터리(20)의 전력효율과 사용수명을 연장시키기 위함이다.
또한, 상기와 같이 리튬 배터리(20)에 충전되는 완충 양을 조절함으로써, 과충전으로 인한 폭발이나 화재 등을 사전에 차단할 수 있는 상승된 효과가 나타난다.
상기 전력변환부(30)는 상기 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등의 직류부하 및 리튬 배터리(20)의 사이에 접속되게 구성되어, 상기 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력을 변환하여 그 변환된 전력으로 상기 리튬 배터리(20)를 충전하거나, 또는 리튬 배터리(20)에 충전된 전력을 변환하여 상기 엘이디 조명등의 직류부하로 공급한다.
상기 제어부(40)는 계절별로 일정기간 동안 일몰에서 일출까지의 시간에 대해 측정 값을 산출하며 그 산출된 값을 이용하여 전력사용모드를 설정하고, 상기 전력사용모드에 따라 상기 태양전지모듈(10) 또는 리튬 배터리(20)로부터 엘이디 조명등의 직류부하로 출력할 전력레벨 및 전력공급시간이 자동으로 조절되도록 상기 전력 제어시스템의 제반 작동을 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부(40)는 태양전지모듈(10)로부터 생성된 전력 및 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전력 양을 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 리튬 배터리(20)의 방전 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 상기 생성된 전력이 엘이디 조명등 직류부하의 전력 양 이상일 경우에는 상기 생성된 전력을 제1직류 전압으로 변환하여 직류전원공급부에 공급하며, 상기 직류전원공급부에 공급하고 남은 잉여 전력은 제2직류 전압으로 변환하여 상기 리튬 배터리(20)를 충전하도록 제어할 수 있다.
예컨대, 생성된 전력 값이 200이고, 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전략 값이 180이라고 가정할 때, 생성된 전력이 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전력 값 보다 크므로, 제어부(40)는 생성된 전력을 제1직류 전압으로 변환하여 직류전원공급부에 공급하며, 상기 직류전원공급부에 공급하고 남은 잉여전력은 제2직류 전압으로 변환하여, 그 변환된 제2직류 전압을 리튬 배터리(20)에 공급하며 충전시킬 수 있다. 반대로, 생성된 전력 값이 170이고, 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전력 값이 180이라고 가정할 때, 생성된 전력이 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전력 값 보다 작으므로, 제어부(40)는 생성된 전력을 직류전원공급부에만 공급하도록 제어한다.
이에 따라, 전력 공급 과정에서 일부 전력이 손실되는 것을 방지할 수 있고, 이로써 전력 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 본 발명의 전력 제어시스템은 조도를 측정하는 조도센서 및 강수량을 측정하는 우적센서로 구성된 기상관측센서부(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
일 구현 예로서, 엘이디 조명등의 발광다이오드 모듈은 야간 도로 등의 시야를 확보하기 위하여 점등되는 것이나, 리튬 배터리(20)에 충전된 전력 양이 충분치 않을 경우, 시야 확보를 위한 밝기가 미약하거나 혹은 원활한 점등작동이 이루어지지 않을 수 있다. 예를 들어, 하루 24시간 중 10시간 만큼 발광다이오드 모듈이 점등되어야 한다 가정할 때, 리튬 배터리는 엘이디 조명등이 10시간 동안 밝기를 유지할 수 있는 충분한 전력 양을 보유해야 하지만, 이에 미치지 못하는 전력 양을 보유할 경우, 예컨대 보유한 전력 양이 충분치 않아 8시간 만을 점등 상태가 유지된다면, 총 10시간 중 나머지 2시간 동안에는 미점등 상태가 되는 것이다.
따라서, 점등 작동의 효율성을 향상시키고, 또 필요한 시간에만 발광다이오드 모듈을 점등시킬 목적으로, 조도를 측정하는 조도센서(52) 및 강수량을 측정하는 우적센서(54)로 구성된 기상관측센서부가 구비될 수 있다. 상기 제어부(40)는 상기 기상관측센서부가 측정한 결과 값을 토대로 엘이디 조명등의 직류부하에 대한 전력공급 및 상기 리튬 배터리(20)로의 충전을 제어할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 조명등은 비가 오는 기간 또는 눈이 오는 기간에 발광다이오드 모듈을 소등시키거나 적은 휘도로서 발광다이오드 모듈을 점등시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 강수 기간에는 보행자 도로를 통행하는 통행자의 수가 적으며, 자동차 도로의 경우에도 조명등 불빛이 지면에 반사되어 사고를 유발할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 조명등은 강수 기간에는 발광다이오드 모듈을 점등시키지 않거나, 적은 휘도로써 발광다이오드 모듈을 점등시켜 리튬 배터리의 전력 소비를 제한하고, 날씨가 맑을 땐 발광다이오드 모듈을 정상적인 휘도로 점등시킴에 따라 야간 도로의 시야 확보에 용이한 이점을 갖는다.
상기 우적센서에 대한 일 구현 예로서, 발광다이오드 모듈 하우징의 상부에 낙하하는 빗물 또는 녹은 물을 수용할 수 있는 강수 수용 공간을 형성할 수 있고, 그 강수 수용 공간에 우적센서를 설치할 수 있다.
또한, 상기 조도센서에 대한 일 구현 예로서, 조명등의 주변 조도의 측정이 용이하도록 지주의 최상부 일 측에 상기 조도센서를 설치할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 상기 태양전지모듈(10)은 온도측정센서를 더 포함할 수 있다. 상기 온도측정센서는 제어부(40)와 전기적으로 연결되고, 상기 온도측정센서를 통해 상기 태양전지모듈(10)의 온도를 감지하여, 그 감지된 온도가 설정온도 이상일 때, 상기 태양전지모듈(10)의 작동을 중지시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템은 태양전지모듈 및 엘이디 조명등의 직류부하에서 검출된 전압 값과 전류 값을 이용하여 리튬 배터리의 충전 상태와 엘이디 조명등의 직류부하로 출력되는 전력 양을 효율적으로 제어할 수 있으며, 불필요하게 낭비되는 전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
10 : 태양전지모듈 20 : 리튬 배터리
30 : 전력변환부 40 : 제어부
50 : 기상관측센서부 52 : 조도센서
54 : 우적센서

Claims (6)

  1. 태양전지모듈(10)에 연결되어 엘이디 조명등의 직류부하 및 리튬 배터리(20)에 전력을 제공하고, 상기 엘이디 조명등에 공급되는 리튬 배터리(20)의 전력을 제어하는 전력 제어시스템에 있어서,
    상기 리튬 배터리(20)는 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력으로 충전되며,
    상기 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등의 직류부하 및 상기 리튬 배터리(20) 사이에는 전력변환부(30)가 접속되게 구성되고, 상기 전력변환부(30)는 태양전지모듈(10)에서 생성된 전력을 변환하여 그 변환된 전력으로 상기 리튬 배터리(20)를 충전하거나, 또는 리튬 배터리(20)에 충전된 전력을 변환하여 상기 엘이디 조명등의 직류부하로 공급하며,
    상기 전력 제어시스템은 태양전지모듈(10)과 엘이디 조명등 및 리튬 배터리(20)와 전기적으로 연결되는 제어부(40)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(40)는 계절별로 일정기간 동안 일몰에서 일출까지의 시간에 대해 측정 값을 산출하며 그 산출된 값을 이용하여 전력사용모드를 설정하고 상기 전력사용모드에 따라 태양전지모듈(10) 또는 리튬 배터리(20)로부터 엘이디 조명등의 직류부하로 출력할 전력레벨 및 전력공급시간이 자동으로 조절되도록 상기 전력 제어시스템의 제반 작동을 제어하며,
    상기 제어부(40)는, 태양전지모듈(10)로부터 생성된 전력 및 엘이디 조명등의 직류부하로 공급되는 전력 양을 비교하여, 그 비교결과에 따라 상기 리튬 배터리(20)의 방전 여부를 결정하고, 상기 생성된 전력이 엘이디 조명등의 직류부하의 전력 양 이상일 경우, 상기 생성된 전력을 제1직류 전압으로 변환하여 직류전원공급부에 공급하며, 상기 직류전원공급부에 공급하고 남은 잉여 전력은 제2직류 전압으로 변환하여 상기 리튬 배터리(20)의 충전을 제어하도록 설정되고,
    상기 전력 제어시스템은, 조도를 측정하는 조도센서(52)와, 강수량을 측정하는 우적센서(54)로 구성된 기상관측센서부(50)를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 리튬 배터리(20)는, 전압감지센서를 더 포함하고, 상기 제어부(40)는, 상기 전압감지센서를 통해 상기 리튬 배터리(20)의 전압을 감지하여 완충제한을 완충전압의 85%로 제한시키며,
    상기 태양전지모듈(10)은, 온도측정센서를 더 포함하고, 상기 제어부(40)는, 상기 온도측정센서를 통해 상기 태양전지모듈(10)의 온도를 감지하여, 그 감지된 온도가 설정온도 이상일 때, 상기 태양전지모듈(10)의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명등에 공급되는 배터리의 전력 제어시스템.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102482156B1 (ko) * 2022-05-26 2022-12-29 주식회사 성심소프트 독립형 태양광 조명시스템 및 이의 제어 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101039613B1 (ko) * 2011-01-13 2011-06-09 주식회사 하나씨엔에스 태양광을 이용한 엘이디 조명 장치
JP2011151961A (ja) * 2010-01-21 2011-08-04 Eliiy Power Co Ltd 蓄電システム、蓄電方法およびプログラム
JP2017184355A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 能美防災株式会社 太陽光発電システムおよび太陽光パネルの温度異常検知方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101001278B1 (ko) 2010-08-06 2010-12-14 (주)에스라홀딩스 계통 연계형 태양광 발전 장치 및 그 방법
KR20120071147A (ko) 2010-12-22 2012-07-02 부산대학교 산학협력단 스마트 태양광 가로등의 그룹화를 통한 분산 전원 시스템 및 그의 제어 방법
KR101303027B1 (ko) 2013-06-04 2013-09-03 한국에너지기술연구원 재생에너지 계통연계 시스템, 가로등 및 그의 제어 방법
KR101970740B1 (ko) * 2017-05-16 2019-04-22 (주)늘푸른광고산업 태양전지 안내판과, 이를 모니터링하는 모니터링 시스템 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151961A (ja) * 2010-01-21 2011-08-04 Eliiy Power Co Ltd 蓄電システム、蓄電方法およびプログラム
KR101039613B1 (ko) * 2011-01-13 2011-06-09 주식회사 하나씨엔에스 태양광을 이용한 엘이디 조명 장치
JP2017184355A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 能美防災株式会社 太陽光発電システムおよび太陽光パネルの温度異常検知方法

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