KR102431607B1 - Solar street-light apparatus using new renewable energy and including emergency communication function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 및 풍력의 신재생에너지를 전력원으로 하고, 도서 산간이나 인적이 드문 공원 등에서 응급 또는 비상 호출 기능을 안정적으로 제공할 수 있는 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 조명등이 구비되는 폴 구조체; 태양광 및 풍력 중 적어도 하나로 전력을 발생시키도록 구성되는 신재생에너지 발전 모듈; 상기 신재생에너지 발전 모듈에서 발생된 전력을 제공받아 충전하는 배터리; 상기 신재생에너지 발전 모듈에서 발생된 전력을 제어하여 상기 배터리에 충전되도록 하는 배터리 충전제어장치; 및 상기 폴 구조체에 구비되고, 상기 배터리로부터의 전력을 공급받아 응급/비상 상황을 원격지의 관제센터 서버로 전송하도록 구성되는 응급/비상상황 통신 모듈;을 포함하는 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치가 제공된다.The present invention is a new and renewable energy street light device with an emergency/emergency communication function that uses renewable energy of solar and wind power as a power source, and can stably provide emergency or emergency call functions in islands, mountains, or parks where there are few people. it's about According to the present invention, a pole structure provided with a lighting; Renewable energy generation module configured to generate power with at least one of solar and wind power; a battery for charging by receiving power generated from the renewable energy generation module; a battery charging control device for controlling the power generated by the renewable energy generation module to be charged in the battery; and an emergency/emergency communication module provided in the pole structure and configured to receive power from the battery and transmit an emergency/emergency situation to a remote control center server; An energy street lighting device is provided.
Description
본 발명은 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 및 풍력의 신재생에너지를 전력원으로 하고, 도서 산간이나 인적이 드문 공원 등에서 응급 또는 비상 호출 기능을 안정적으로 제공할 수 있으며, 신재생에너지의 이용에 따라 충전 배터리의 충전에 영향을 미치는 충전제어인자들을 검색 추출하고, 이에 따른 결과를 통해 최고 효율로 충전할 수 있는 파라미터를 산출하여 충전 운전을 제어함으로써 배터리의 충전 효율을 극대화할 수 있도록 하고, 이에 따라 응급 또는 비상 호출 기능을 위한 필요 전력을 안정적이고 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function, and more particularly, a new and renewable energy of solar and wind power as a power source, and an emergency or emergency call function in island mountains or parks with few people can be provided stably, and charging control factors that affect the charging of rechargeable batteries are searched and extracted according to the use of new and renewable energy, and the parameters that can be charged with the highest efficiency are calculated based on the results. It relates to a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function that enables to maximize the charging efficiency of a battery by controlling it, and thereby stably and continuously maintains the power required for an emergency or emergency call function.
가로등이라 함은 가로 교통의 안전과 보행자에 대한 범죄 예방의 보안을 위하여 가로를 따라서 소정 거리를 간격으로 설치된 조명시설을 말한다.Street lights refer to lighting facilities installed at predetermined distances along the street for the safety of street traffic and the security of preventing crimes against pedestrians.
여기에서 가로라 함은 차량용 도로의 가는 물론 보행자용 통행로의 가를 모두 포함하는 개념이다.Here, the term “horizon” is a concept including both the width of the road for vehicles as well as the width of the pedestrian passage.
또한, 가로등이라 함은 가로 주변을 밝히기 위한 조명만을 지칭하기도 하나 상기 조명을 고정하기 위한 가로등전주(이하에서는 가로용 폴(pole)이라고도 함)를 포함하여 가로등이라고 부르는 것이 일반적이다.In addition, although the term streetlight refers only to lighting for illuminating the periphery of the street, it is common to call it a streetlight including a streetlight pole (hereinafter also referred to as a street pole) for fixing the light.
상기와 같은 종래의 가로등은 고속도로, 시가지의 주요 도로, 상업지구 도로, 및 주택지구 도로 등 다양한 장소에 설치되고 있으며, 그에 알맞은 종류의 가로등이 사용되고 있다. 즉, 자동차 또는 사람이 통행하는 길에는 가로를 밝혀주기 위한 가로등이 설치되어 있다고 해도 무방하다. 종래의 가로등의 광원으로는 고압 수은등, 형광등, 나트륨 등, 및 보통의 전구 등이 사용되고 있다.The conventional street lamps as described above are installed in various places such as highways, main roads in city areas, roads in commercial districts, and roads in residential districts, and a suitable type of street lamp is used. That is, it may be said that a street lamp for illuminating the street is installed on a road through which a car or a person passes. As a light source of a conventional street lamp, a high-pressure mercury lamp, a fluorescent lamp, a sodium lamp, and an ordinary light bulb are used.
일반적으로 사용되고 있는 가로등은 전력원으로서, 발전소 전력 즉 상용전원에 의해 일괄적으로 점등하도록 되어 있어, 막대한 전력손실이 발생되고, 발전소의 비상발생시 별도의 자가발전능력이 없는 가로등은 모두 소등되어 가로등 본연의 임무를 수행할 수 없게 되는 경우도 발생되었다.Street lamps generally used as power sources are to be turned on collectively by power plant power, that is, commercial power source, resulting in huge power loss. In some cases, it was impossible to perform the duties of
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 일환으로, 태양광을 이용한 태양광 발전 가로등과 풍력을 이용한 풍력 발전 가로등이 있다.As a part of solving the above problems, there are a solar-powered street light using solar power and a wind-powered street light using wind power.
상기 태양광 발전 가로등은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지셀을 필요한 수만큼 직병렬로 연결한 태양전지 모듈, 태양전지 모듈에서 발전된 전기 에너지를 비축하는 축전지, 축전지의 과방전과 과충전을 방지하는 충전제어기, 축전지에서 공급되는 직류를 가로등을 켜는 데 이용되는 교류로 변환하는 인버터, 태양전지 모듈에서 발전된 직류전압을 기준 전압과 비교하는 비교기, 비교기의 출력 신호에 근거하여 가로등을 점등 또는 소등하는 점등 스위치와 램프로 구성되어 있으며, 태양전지 모듈에서 발전되는 직류전압이 낮에는 일정한 전압 이상이고 밤에는 일정한 전압 이하인 것에 근거하여 비교기를 통해 태양 전지 모듈에서 발전된 직류전압을 사전 설정된 기준 전압과 비교하고, 그 결과에 따라 점등 스위치를 온(ON) 또는 오프(OFF)함으로써 램프를 점등하거나 소등하도록 되어 있다. 따라서 저녁무렵에 태양전지 모듈에서 발전되는 직류전압이 사전설정된 기준 전압보다 작아지는 시점에서는 비교기의 출력신호가 점등 스위치를 온(ON)시켜 가로등을 점등한다.The solar power generation street light is a solar cell module that connects as many solar cells as necessary in series and parallel to convert solar energy into electrical energy, a storage battery that stores electrical energy generated from the solar cell module, and prevents overdischarge and overcharge of the storage battery Charge controller, inverter that converts direct current supplied from storage battery into alternating current used to turn on street lamp, comparator that compares DC voltage generated from solar cell module with reference voltage, and lighting that turns on or off street light based on the output signal of the comparator It consists of a switch and a lamp, and compares the DC voltage generated from the solar cell module with a preset reference voltage through a comparator based on the fact that the DC voltage generated from the solar cell module is above a certain voltage during the day and below a certain voltage at night. Depending on the result, the lamp is turned on or off by turning on or off the lighting switch. Therefore, when the DC voltage generated from the solar cell module becomes smaller than the preset reference voltage in the evening, the output signal of the comparator turns on the lighting switch to turn on the street lamp.
그리고 아침무렵에 태양전지 모듈에서 발전되는 직류전압이 사전설정된 기준 전압보다 커지는 시점에서는 비교기의 출력신호가 점등제어 스위치를 오프(OFF)시켜 가로등을 소등한다.In the morning, when the DC voltage generated from the solar cell module becomes greater than the preset reference voltage, the output signal of the comparator turns off the lighting control switch to turn off the street lamp.
이에 따라 태양전지 모듈에서 발전되는 직류전압이 기준 전압보다 작아지는 시점인 초저녁부터 태양전지 모듈에서 발전되는 직류전압이 기준 전압보다 커지는 시점인 새벽의 어스름한 때까지 가로등은 계속 켠채로 있게 된다. 이렇게 오랫동안 가로등을 켜 두기 위해서는 많은 전력이 필요하기 때문에 큰 용량의 태양전지 모듈을 설치해야 하며, 장마 등의 우천이 계속되는 시기에는 태양광에 의해 축전지에 태양에너지를 비축할 수 없으므로 최악의 상태가 지속될 경우, 가로등이 점등되지 못하는 경우도 발생될 수 있다.Accordingly, the street lamps are kept on from the early evening, when the DC voltage generated from the solar cell module becomes smaller than the reference voltage, until the twilight of the dawn, when the DC voltage generated from the solar cell module becomes greater than the reference voltage. Because a lot of power is required to keep street lights on for such a long time, a large-capacity solar cell module must be installed. In this case, there may be a case where the street lamp is not turned on.
물론, 태양광이 없는 날이 장시간 지속되는 것에 대비하여 태양전지와 축전지의 용량을 크게 함으로서 수요자의 요구에 대응하고 있으나, 이는 단가가 높아지는 단점이 있다Of course, we are responding to the needs of consumers by increasing the capacity of the solar cell and storage battery in preparation for a long day without sunlight, but this has the disadvantage of increasing the unit price.
한편, 근래 들어 공원이나 골목길 또는 도로와 같은 장소에서 치한, 강도, 살인 등과 같은 각종 범죄로 인한 인명사고가 빈번히 발생하고 있으며, 산길에서 길을 잃어 사고로 이어지는 문제가 있다.Meanwhile, in recent years, casualties due to various crimes such as molestation, robbery, and murder occur frequently in places such as parks, alleys, or roads, and there is a problem that leads to accidents due to getting lost on mountain roads.
특히, 도서 산간이나 산에는 전력 공급이 원활하지 않아 가로등의 설치가 제한적이어서, 각종 범죄 사고나 안전 사고에 취약한 문제점이 있다.In particular, there is a problem in that the installation of streetlights is limited because the power supply is not smooth in the islands or mountains, so there is a problem that is vulnerable to various criminal accidents or safety accidents.
상기와 같이 다양한 장소에 수없이 설치되는 가로등을 가로를 밝히기 위한 조명 시설로 사용함은 물론, 최소한 비상 통신수단의 인터페이스로 사용하는 것이 가능한 다기능 가로등으로의 개발이 절실히 요구되고 있다.As described above, there is an urgent need to develop a multifunctional street lamp that can be used as a lighting facility to illuminate the street, as well as at least as an interface of an emergency communication means.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 태양광 및 풍력의 신재생에너지를 전력원으로 하고, 도서 산간이나 산길 및 인적이 드문 공원 등에서 응급 또는 비상 호출 기능을 안정적으로 제공할 수 있는 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention for solving the above-mentioned problems in the prior art, using the new and renewable energy of solar and wind power as a power source, it is possible to stably provide an emergency or emergency call function in island mountains, mountain roads, and parks where there are few people. An object of the present invention is to provide a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function.
또한, 본 발명은 신재생에너지의 이용에 따라 충전 배터리의 충전에 영향을 미치는 충전제어인자들을 검색 추출하고, 이에 따른 결과를 통해 최고 효율로 충전할 수 있는 파라미터를 산출하여 충전 운전을 제어함으로써 배터리의 충전 효율을 극대화할 수 있도록 하고, 이에 따라 응급 또는 비상 호출 기능을 위한 필요 전력을 안정적이고 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention searches for and extracts charging control factors that affect the charging of a rechargeable battery according to the use of new and renewable energy, calculates a parameter that can be charged with the highest efficiency through the result, and controls the charging operation to control the charging operation. Another object is to provide a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function that can maximize the charging efficiency of the device and, accordingly, stably and continuously maintain the power required for an emergency or emergency call function.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 조명등이 구비되는 폴 구조체; 태양광 및 풍력 중 적어도 하나로 전력을 발생시키도록 구성되는 신재생에너지 발전 모듈; 상기 신재생에너지 발전 모듈에서 발생된 전력을 제공받아 충전하는 배터리; 상기 신재생에너지 발전 모듈에서 발생된 전력을 제어하여 상기 배터리에 충전되도록 하는 배터리 충전제어장치; 및 상기 폴 구조체에 구비되고, 상기 배터리로부터의 전력을 공급받아 응급/비상 상황을 원격지의 관제센터 서버로 전송하도록 구성되는 응급/비상상황 통신 모듈;을 포함하며, 상기 배터리 충전제어장치는, 상기 신재생에너지 발전 모듈로부터의 입력 전압과 입력 전류를 검출하도록 구성되는 입력전압/출력전압 검출부와, 상기 배터리로 충전되는 충전 전압과 충전 전류를 검출하도록 이루어지는 충전전압/충전전류 검출부와, 상기 입력 전압과 입력 전류를 기반으로 입력 전력을 산출하고, 상기 충전 전압과 충전 전류를 기반으로 충전 전력을 산출하는 입력전력/충전전력 산출부와, 상기 산출된 데이터를 기반으로 상기 신재생에너지 발전 모듈에 구성되는 스위칭 회로 소자의 듀티비, 동작주파수 및 데드타임을 포함하는 충전제어인자를 추출하는 충전제어인자 추출부와, 상기 추출된 충전제어인자에 따른 충전 파라미터로 변환시켜 충전되도록 제어하는 충전전력 제어모듈부, 및 미리 설정된 충전 파리미터의 데이터, 상기 입력전압, 입력전류, 입력전력, 충전전압, 충전전류, 및 충전전력의 데이터가 저장되는 데이터 저장부를 포함하고, 상기 충전전력 제어모듈부는, 상기 충전제어인자 추출부에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임을 포함하는 추출 충전제어인자를 저장하는 추출 충전제어인자 저장부와, 상기 추출 충전제어인자를 미리 저장되어 있는 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 충전제어인자와 비교하여 해당 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 선택하는 충전제어인자 선택부, 및 상기 선택된 충전제어인자에 따른 충전 파라미터를 갖는 전력으로 변환하여 충전시키는 충전전력 변환 실행부를 포함하며, 상기 충전제어인자 선택부는, 제어 듀티비, 제어 동작주파수, 제어 데드타임의 순서로 검색하여 선택하고, 상기 제어 듀티비가 결정된 다음, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임에 상응하는 제어 동작주파수와 제어 데드타임이 없는 경우, 해당 추출 동작주파수 및 추출 데드타임에 가장 근사한 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 선택하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the objects and other features of the present invention, a pole structure provided with a lighting; Renewable energy generation module configured to generate power with at least one of solar and wind power; a battery for charging by receiving power generated from the renewable energy generation module; a battery charging control device for controlling the power generated by the renewable energy generation module to be charged in the battery; and an emergency/emergency communication module provided in the pole structure and configured to receive power from the battery and transmit an emergency/emergency situation to a remote control center server; An input voltage/output voltage detection unit configured to detect an input voltage and an input current from the renewable energy generation module, a charging voltage/charging current detection unit configured to detect a charging voltage and a charging current charged by the battery, and the input voltage An input power/charging power calculation unit that calculates input power based on and input current and calculates charging power based on the charging voltage and charging current, and configured in the renewable energy generation module based on the calculated data A charging control factor extractor for extracting a charging control factor including a duty ratio, an operating frequency, and a dead time of the switching circuit element to be used, and a charging power control module for controlling the charging by converting it into a charging parameter according to the extracted charging control factor and a data storage unit for storing data of preset charging parameters, the input voltage, input current, input power, charging voltage, charging current, and charging power, wherein the charging power control module unit comprises: An extraction charge control factor storage unit that stores an extraction charge control factor including an extraction duty ratio, an extraction operation frequency, and an extraction dead time extracted from the factor extraction unit, and a control duty ratio and control of the extraction charge control factor stored in advance A charging control factor selector that selects a corresponding control duty ratio, a control operating frequency and a control dead time compared with the charging control factor of the operating frequency and control dead time, and a charging parameter according to the selected charging control factor. and a charging power conversion execution unit for charging, wherein the charging control factor selection unit searches and selects in the order of a control duty ratio, a control operating frequency, and a control dead time, and after the control duty ratio is determined, the extraction operating frequency and the extraction dead time If there is no control operating frequency and control dead time corresponding to There is provided a renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function, characterized in that it is made to select a working frequency and a control dead time.
본 발명에 있어서, 상기 충전제어인자 선택부는, 상기 추출 듀티비와 추출 동작주파수 및 추출 제어 듀티비에 상응하는 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임이 없는 경우, 해당 추출 듀티비와 동작주파수 및 추출 데드타임에 근사한 상위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임와 하위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 선택하며, 상기 선택된 상위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임과 하위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 충전 파라미터에 대한 평균 파라미터를 산출하고, 산출된 평균 파라미터를 상기 충전전력 변환 실행부로 전달하도록 이루어지는 충전전력 학습부를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the charge control factor selector, when there is no control duty ratio, control operating frequency, and control dead time corresponding to the extraction duty ratio, the extraction operating frequency, and the extraction control duty ratio, the extraction duty ratio and the operating frequency and selecting an upper control duty ratio and a control operating frequency and a control dead time and a lower control duty ratio, a control operating frequency, and a control dead time that are close to the extraction dead time, and the selected upper control duty ratio, control operating frequency, and control dead time. It may further include a charging power learning unit configured to calculate an average parameter for charging parameters of time and lower control duty ratio, control operating frequency, and control dead time, and transmit the calculated average parameter to the charging power conversion execution unit.
본 발명에 있어서, 상기 응급/비상상황 통신 모듈은, 상기 폴 구조체의 일측에 구비되는 응급신호 조작 버튼; 가로등 장치의 위치 정보가 저장되는 위치정보 저장부; 및 상기 응급신호 조작 버튼의 조작 신호가 발생할 시, 가로등 장치의 위치 정보가 함께 응급 신호를 원격지의 관제센터 서버로 송출하도록 구성되는 통신 모듈부;를 포함할 수 있다.In the present invention, the emergency/emergency communication module includes: an emergency signal operation button provided on one side of the pole structure; a location information storage unit for storing location information of the street lamp device; and a communication module unit configured to transmit an emergency signal to a remote control center server together with the location information of the street lamp device when an operation signal of the emergency signal operation button is generated.
본 발명에 있어서, 상기 응급/비상상황 통신 모듈은, 상기 응급신호 조작 버튼의 조작 신호 발생 시, 상기 조명등의 색상을 변경하고, 점멸 신호를 생성하도록 하는 조명등 비상제어부; 및 상기 응급신호 조작 버튼의 조작 신호 발생 시, 상기 폴 구조체에 구성되는 스피커로부터 음향이 발생되도록 제어하는 비상상황 음향제어부;를 포함할 수 있다.In the present invention, the emergency/emergency communication module includes: a lighting emergency control unit configured to change a color of the lighting lamp and generate a flashing signal when an operation signal of the emergency signal operation button is generated; and an emergency sound control unit for controlling a sound to be generated from a speaker included in the pole structure when a manipulation signal of the emergency signal manipulation button is generated.
본 발명에 있어서, 상기 통신 모듈부는, 상기 충전제어인자 추출부에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임의 추출 데이터, 및 상기 충전제어인자 선택부에서 선택된 제어 듀티비, 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 제어 데이터를 원격지의 관제센터 서버로 전송하며, 상기 추출 데이터와 제어 데이터에 기반하여 상기 원격지의 관제센터 서버에서 생성된 새로운 제어 데이터를 전송받아 상기 충전변환 제어모듈부로 전달하여 상기 새로운 제어 데이터에 따른 충전이 이루어질 수 있다.In the present invention, the communication module unit, the extraction duty ratio extracted by the charging control factor extraction unit, the extraction data of the extraction operating frequency and extraction dead time, and the control duty ratio selected by the charge control factor selection unit, the control operating frequency and transmitting control data of the control dead time to a remote control center server, and receiving new control data generated in the remote control center server based on the extracted data and control data and transferring it to the charging conversion control module unit. Charging can be made according to the new control data.
본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention, the following effects are provided.
첫째, 본 발명은 상시 전력망으로부터의 전력 공급이 없더라도 응급/비상 통신을 위한 최소한의 필요 전력을 신재생에너지로부터 안정적으로 확보하여 유지할 수 있도록 하여 도서 산간이나, 산길 및 인적이 드문 공원 등에서의 범죄 사고, 신고, 산행 사고 등을 예방하고, 신속히 처리할 수 있는 효과가 있다.First, the present invention enables to stably secure and maintain the minimum required power for emergency/emergency communication from new and renewable energy even if there is no power supply from the power grid at all times, so that crime accidents in islands, mountains, mountain roads, and parks with sparse people It has the effect of preventing and promptly handling accidents, reports, and mountaineering accidents.
둘째, 본 발명은 전력원으로서 이용되는 신재생에너지의 발전 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 하여 안정되고 지속적인 통신 기능을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.Second, the present invention has the effect of ensuring a stable and continuous communication function by making it possible to efficiently use the generated power of the renewable energy used as a power source.
셋째, 본 발명은 신재생에너지 발전 장치의 배터리의 충전에 영향을 미치는 정확한 충전제어인자들을 통해 충전을 제어함으로써 최적의 충전 효율로 충전될 수 있도록 하는 효과가 있다.Third, the present invention has an effect of allowing the battery to be charged with an optimal charging efficiency by controlling the charging through accurate charging control factors that affect the charging of the battery of the renewable energy generation device.
넷째, 본 발명은 신재생에너지 발전 장치가 최적의 충전 제어 지점을 검색하여 충전함으로써 각기 다른 주변 환경에서도 배터리의 충전 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.Fourth, the present invention has the effect of maximizing the charging efficiency of the battery even in different surrounding environments by charging the new and renewable energy power generation device by searching for an optimal charging control point.
다섯째, 본 발명은 신재생에너지 발전 장치의 자가 충전 제어에 더하여, 다른 신재생에너지 발전 장치로부터의 모니터링 결과에 기반하여 배터리의 비효율적 충전을 판단하고, 모니터링 결과에 따라 해당 태양광 발전 장치에 대하여 최적의 파라미터로 충전되도록 함으로써 최적의 충전 제어를 안정적으로 실행할 수 있도록 하는 효과가 있다.Fifth, the present invention determines the inefficient charging of the battery based on the monitoring results from other renewable energy power generation devices, in addition to the self-charging control of the renewable energy power generation device, and is optimal for the corresponding solar power generation device according to the monitoring result By charging with the parameters of
여섯째, 본 발명은 복수의 신재생에너지 발전 장치로부터의 충전 모니터링 결과에 기반하여 충전 오류를 판단하고, 이에 따른 유지 보수 또는 교체를 신속하게 실행할 수 있도록 하는 효과가 있다.Sixth, the present invention has an effect of determining a charging error based on the charging monitoring result from a plurality of renewable energy power generation devices, and promptly performing maintenance or replacement accordingly.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치을 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 가로등의 배터리 충전제어장치를 구성하는 충전전력 제어모듈부의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 가로등의 배터리 충전제어장치를 구성하는 응급/비상 통신 모듈의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.1 is a diagram schematically showing a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention in blocks.
3 is a block diagram showing the configuration of a charging power control module unit constituting a battery charging control device of a solar street lamp according to the present invention in blocks.
4 is a block diagram showing the configuration of an emergency/emergency communication module constituting the battery charging control device of a solar street lamp according to the present invention in blocks.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Additional objects, features and advantages of the present invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention can make various changes and can have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", "...module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which includes hardware or software or hardware and It can be implemented by a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치을 도식화하여 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 태양광 가로등 장치의 배터리 충전제어장치를 구성하는 충전전력 제어모듈부의 구성을 블록화하여 나타내는 블록도이다.1 is a diagram schematically showing a new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention. It is a block diagram, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the charging power control module unit constituting the battery charging control device of the solar street lamp device according to the present invention in blocks.
본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 크게 폴 구조체(100); 조명등(101); 신재생에너지 발전 모듈(200); 배터리(300); 배터리 충전제어장치(400); 및 응급/비상상황 통신 모듈(500);를 포함한다.Renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 3, largely
구체적으로, 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상단부에 조명등(101)이 구비되는 폴(pole) 형태의 폴 구조체(100); 태양광 및 풍력으로 전력을 발생시키도록 구성되는 신재생에너지 발전 모듈(200); 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 발생된 전력을 제공받아 충전하는 배터리(300); 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 발생된 전력을 제어하여 상기 배터리(300)에 충전되도록 하는 배터리 충전제어장치(400); 및 상기 폴 구조체(100)에 구비되고, 상기 배터리(300)로부터의 전력을 공급받아 응급 상황 및 비상 상황을 원격지의 관제센터 서버로 전송하도록 구성되는 응급/비상상황 통신 모듈(500);을 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the new and renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention, as shown in Figs. ); Renewable
상기 폴 구조체(100)는 기본적으로 내부에 공간을 가지며, 원형 단면 또는 사각형 등 다각형의 단면을 갖는 폴 형태로 형성된다.The
상기 폴 구조체(100)에는 아래에서 상세히 설명될 배터리(300) 및 배터리 충전제어장치(400) 및 응급/비상상황 통신 모듈(500)이 구비되며, 이를 유지보수하기 위한 개폐 도어(미도시)가 형성된다.The
상기 조명등(101)와 신재생에너지 발전 모듈(200) 및 배터리(300)는 공지의 것을 채용할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the
본 발명에서, 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)로서는 태양광 발전 모듈 및/또는 풍력 발전 모듈을 채용할 수 있으며, 도면에서는 태양광 발전 모듈이 채용된 경우를 예시하고 있다.In the present invention, a solar power generation module and/or a wind power generation module may be employed as the new and renewable
다음으로, 상기 배터리 충전제어장치(400)는 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 발생된 전력을 최적으로 제어하여 상기 배터리(300)에 충전되도록 하는 것으로, 크게 입력전압/출력전압 검출부(410); 충전전압/충전전류 검출부(420); 입력전력/충전전력 산출부(430); 충전제어인자 추출부(440); 충전전력 제어모듈부(450); 및 데이터 저장부(460)를 포함한다.Next, the battery
그리고 상기 배터리 충전제어장치(400)는 그 배터리 충전제어장치(400)에서 실행되는 작동 상황을 모니터링 하기 위하여, 아래에서 설명될 응급/비상상황 통신 모듈(500)을 구성하는 통신 모듈부를 통해 원격지 관제센터 서버와 통신하도록 이루어질 수 있다.In addition, the battery
이들 구성부는 전기전자적 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.These components may be implemented in electrical and electronic hardware or software or a combination of hardware and software.
구체적으로, 상기 배터리 충전제어장치(400)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 발생되어 입력되는 입력 전압과 입력 전류를 검출하도록 구성되는 입력전압/출력전압 검출부(410); 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 배터리(300)로 충전되는 충전 전압과 충전 전류를 검출하도록 이루어지는 충전전압/충전전류 검출부(420); 상기 입력전압/입력전류 검출부(410)에서 검출된 입력 전압과 입력 전류를 기반으로 입력 전력을 산출하고, 상기 충전전압/충전전류 검출부(420)에서 검출된 충전 전압과 충전 전류를 기반으로 충전 전력을 산출하는 입력전력/충전전력 산출부(430); 상기 입력전력/충전전력 산출부(430)에서 산출된 데이터를 기반으로 듀티비(duty ratio), 동작주파수(dynamic frequency) 및 데드타임(dead time)의 충전제어인자 중 적어도 하나를 포함하는 충전제어인자를 추출하는 충전제어인자 추출부(440); 상기 충전제어인자 추출부(440)에서 추출된 충전제어인자에 따른 충전 파라미터를 산출하고 전력 변환시켜 변환된 충전 전력(변환 충전 전압 및 변환 충전 전류)으로 충전되도록 제어하는 충전전력 제어모듈부(450); 및 미리 설정된 충전제어인자의 파리미터의 데이터, 상기 입력전압, 입력전류, 입력전력, 충전전압, 충전전류, 및 충전전력의 데이터가 저장되는 데이터 저장부(460);를 포함하여 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 2 , the battery
상기 입력전압/입력전류 검출부(410)는, 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 발생되는 입력 전압과 입력 전류를 검출하도록 구성된다. 상기 입력 전압과 입력 전압은 신재생에너지 발전시스템에서 출력되는 출력 전압과 출력 전류이다.The input voltage/input
여기에서, 신재생에너지 발전 모듈(200)이 태양광 발전 모듈인 경우, 태양광의 세기, 태양전지의 온도, 음영 여부에 따라 출력 전압과 출력 전류가 변화하고, 풍력 발전 모듈인 경우, 풍량, 풍속 및 풍향에 따라 출력 전압과 출력 전류가 변화하는데, 상기 입력전압/입력전류 검출부(410)는 실시간 또는 미리 설정된 검출 주기에 따라 입력 전압과 입력 전류를 검출하도록 이루어진다.Here, when the renewable energy
또한, 상기 충전전압/충전전류 검출부(420)는 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)에 포함되는 배터리에 충전되는 충전 전압과 충전 전류를 실시간 또는 미리 설정된 검출 주기로 검출, 즉 상기 입력전압/입력전류 검출부(410)에서 실행되는 검출 주기와 동일한 검출 주기로 충전 전압과 충전 전류를 검출하도록 이루어진다.In addition, the charging voltage/charging
상기 충전전압/충전전류 검출부(420)에서 검출되는 충전 전압과 충전 전류는 아래에서 설명되는 충전전력 제어 모듈부(450)에 의해 변환된 충전 전압과 충전 전류(변환 충전 전압 및 변환 충전 전류)를 포함하는 의미이다.The charging voltage and charging current detected by the charging voltage/charging
계속해서, 상기 입력전력/충전전력 산출부(430)는, 입력전압/입력전류 검출부(410)에서 검출된 입력 전압과 입력 전류를 전력=전압×전류의 식에 의해 입력 전력을 산출하고, 또한 충전전력/충전전류 검출부(200)에서 검출된 충전 전압과 충전 전류를 전력=전압전압×전류의 식에 의해 충전 전력을 산출하며, 구해진 입력 전력과 충전 전력으로부터 입력전력과 충전전력의 비(충전전력/입력전력)를 산출하도록 이루어진다.Subsequently, the input power/charging
상기 검출된 입력 전압과 입력 전류 및 충전 전압과 충전 전류, 그리고 상기 산출된 입력 전력과 충전 전력의 데이터는, 데이터 저장부(460)에 저장된다.Data of the detected input voltage and input current, charging voltage and charging current, and the calculated input power and charging power are stored in the
또한, 상기 충전제어인자 추출부(440)는 상기 입력전력/충전전력 산출부(430)에서 산출된 결과를 기반으로 배터리의 충전에 영향을 미치는 충전제어인자로서, 신재생에너지 발전시스템에 구성되는 스위칭 회로 소자의 듀티비, 동작주파수 및 데드타임을 추출하도록 이루어진다.In addition, the charging control
구체적으로, 상기 충전제어인자 추출부(440)는, 상기 입력전압/입력전류 검출부(410)에서 검출된 입력 전압과 입력 전류, 상기 충전전압/충전전류 검출부(420)에서 검출된 충전 전압과 충전 전류, 및 상기 입력전력/충전전력 산출부(430)에서 산출된 입력 전력과 충전 전력의 비(충전전력/입력전력)에 기반하여, 신재생에너지 발전 모듈(200)에 구성되는 스위칭 회로 소자의 현재 듀티비, 현재 동작주파수, 및 현재 데드 타임을 추출(추출 듀티비, 추출 동작주파수, 추출 데드 타임)하도록 이루어진다.Specifically, the charging control
다음으로, 상기 충전전력 제어모듈부(450)는 크게 추출 충전제어인자 저장부(451)와, 충전제어인자 선택부(452), 및 충전전력 변환 실행부(453);를 포함하며, 충전전력 학습부(454)를 더 포함할 수 있다.Next, the charging power control module unit 450 largely includes an extraction charging control factor storage unit 451, a charging control factor selection unit 452, and a charging power conversion execution unit 453; and charging power A learning unit 454 may be further included.
구체적으로, 상기 충전전력 제어모듈부(450)는 상기 충전제어인자 추출부(450)에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임을 저장하는 추출 충전제어인자 저장부(451)와, 상기 추출된 추출 듀티비와 추출 동작주파수 및 추출 데드타임을 미리 저장되어 있는 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임과 비교하여 해당 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 충전제어인자를 선택하는 충전제어인자 선택부(452), 및 상기 충전제어인자 선택부(452)에서 검색되어 선택된 충전제어인자에 따른 충전 파라미터를 갖는 전력(변환 충전 전압 및 변환 충전 전류)으로 변환시켜 충전시키는 충전전력 변환 실행부(453);를 포함한다.Specifically, the charging power control module unit 450 includes an extraction charging control factor storage unit 451 for storing the extraction duty ratio, extraction operating frequency, and extraction dead time extracted from the charging control factor extraction unit 450 and; The extracted duty ratio, the extraction operating frequency, and the extraction dead time are compared with the previously stored control duty ratio, the control operating frequency, and the control dead time to determine the charge control factor of the corresponding control duty ratio, the control operating frequency and the control dead time. The charging control factor selection unit 452 to select, and the charging control factor selection unit 452 is searched for and converted into electric power (converted charging voltage and converted charging current) having a charging parameter according to the selected charging control factor. and a power conversion execution unit 453 .
상기 충전전력 제어모듈부(450)는 아래에서 설명되는 충전전력 학습부(454)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The charging power control module unit 450 may further include a charging power learning unit 454 described below.
상기 추출 충전제어인자 저장부(451)는 상기 충전제어인자 추출부(440)에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임의 추출 충전제어인자를 저장하도록 이루어진다. 이러한 추출 충전제어인자는 아래에서 설명되는 응급/비상상황 통신 모듈(500)에 구성되는 통신모듈부를 통해 원격지의 관제센터 서버로 전송될 수 있다.The extraction charge control factor storage unit 451 is configured to store the extraction charge control factors of the extraction duty ratio, extraction operation frequency, and extraction dead time extracted by the charge control
상기 충전제어인자 선택부(452)는, 상기 추출된 추출 듀티비와 추출 동작주파수 및 추출 데드타임을 미리 저장되어 있는 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임과 비교하여 해당 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 충전제어인자를 검색하고 선택하도록 이루어진다.The charging control factor selector 452 compares the extracted extraction duty ratio, the extraction operating frequency, and the extraction dead time with the previously stored control duty ratio, the control operating frequency, and the control dead time to obtain a corresponding control duty ratio and control. It is configured to search and select the charging control factor of the operating frequency and the control dead time.
여기에서, 상기 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임은, 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)의 셋팅 시 그 신재생에너지 발전 모듈(200)이 설치되는 주변 환경 및 부품의 오차(발생 전력, 인덕터, 캐패시터 등에서의 오차)를 고려한 셋팅값(제어 충전제어인자 각각의 파라미터 포함)으로 미리 저장되어 이루어진다.Here, the control duty ratio, the control operating frequency, and the control dead time are, when the renewable energy
상기 충전제어인자 선택부(452)는 제어 듀티비, 제어 동작주파수 그리고 제어 데드타임의 순서로 검색하여 선택하고, 다른 충전제어인자인 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 순차적으로 검색하여 선택한다.The charging control factor selection unit 452 searches and selects the control duty ratio, the control operating frequency, and the control dead time in the order, and sequentially searches for and selects other charging control factors, the control operating frequency and the control dead time.
이때, 제어 듀티비가 검색 선택된 후, 추출 동작주파수와 추출 데드타임에 상응하는 제어 동작주파수와 제어 데드타임이 없는 경우, 선택된 제어 듀티비를 기본으로 하고, 다른 충전제어인자인 제어 동작주파수와 제어 데드타임은 추출 동작주파수 및/또는 추출 데드타임에 대하여 가장 근사한 제어 동작주파수 및/또는 제어 데드타임이 선택된 것으로 이루어진다. 여기에서, 상기 제어 듀티비가 없는 경우에도, 동일한 방식 즉 추출된 제어 듀티비에 가장 근사한 제어 듀티비가 검색되어 선택된 것으로 이루어질 수 있다.At this time, after the control duty ratio is searched and selected, if there is no control operating frequency and control dead time corresponding to the extraction operating frequency and the extraction dead time, the control operating frequency and the control dead time, which are other charge control factors, are based on the selected control duty ratio. The time consists of the selection of the control operating frequency and/or the control dead time that is closest to the extraction operating frequency and/or the extraction dead time. Here, even when there is no control duty ratio, the control duty ratio closest to the extracted control duty ratio may be searched and selected in the same way.
마찬가지로, 상기 충전제어인자 선택부(452)는 제어 듀티비와 제어 동작주파수를 검색하여 선택한 후, 추출 데드타임에 상응하는 제어 데드타임이 없는 경우, 선택된 제어 듀티비와 제어 동작주파수를 기본으로 하고, 다른 충전제어인자인 제어 데드타임은 추출 데드타임에 가장 근사한 제어 데드타임을 검색하여 선택하도록 이루어진다.Similarly, after the charge control factor selection unit 452 searches for and selects the control duty ratio and the control operating frequency, if there is no control dead time corresponding to the extraction dead time, based on the selected control duty ratio and the control operating frequency, , the control dead time, which is another charging control factor, is configured to search for and select the control dead time that is closest to the extraction dead time.
계속해서, 상기 충전전력 변환 실행부(453)는 상기 충전제어인자 선택부(452)에서 선택된 충전제어인자(제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임)에 따른 충전 파라미터를 갖는 전력(변환 충전 전압 및 변환 충전 전류)으로 변환하여 충전되도록 이루어진다.Subsequently, the charging power conversion execution unit 453 is a power (conversion charging) having a charging parameter according to the charging control factor (control duty ratio, control operating frequency, and control dead time) selected by the charging control factor selection unit 452 voltage and converted charging current) to be charged.
구체적으로, 상기 충전전력 변환 실행부(453)는 상기 충전제어인자 선택부(452)에서 선택된 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임 중 적어도 하나 이상으로 신재생에너지 발전시스템에 구성되는 스위칭 회로 소자를 제어하고, 이에 따라 변환된 전력으로 배터리에 충전되도록 이루어진다.Specifically, the charging power conversion execution unit 453 is a switching circuit configured in a renewable energy generation system with at least one of a control duty ratio selected by the charging control factor selection unit 452, a control operating frequency, and a control dead time. The device is controlled so that the battery is charged with the power converted accordingly.
또한, 상기 충전전력 제어 모듈부(450)는 상기 충전제어인자 선택부(452)에서 제어 듀티비, 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 순서로 검색하여 선택하고, 제어 듀티비의 선택 이후, 추출 동작주파수와 추출 데드타임에 상응하는 제어 동작주파수와 제어 데드타임이 없는 경우, 추출 동작주파수에 근사한 2개의 제어 동작주파수(근사 상위 제어 동작주파수와 근사 하위 제어 동작주파수)에 대한 평균 동작주파수를 산출하여 제어 동작주파수(새로운 제어 동작주파수)로 결정하며, 추출 데드타임에 근사한 2개의 제어 데드타임(근사 상위 제어 데드타임과 근사 하위 제어 데드타임)에 대한 평균 데드타임을 산출하여 제어 데드타임(새로운 제어 데드타임)으로 결정하여 상기 충전전력 변환 실행부(530)로 전달하도록 이루어지는 충전전력 학습부(454)를 더 포함할 수 있다.In addition, the charging power control module unit 450 searches and selects the control duty ratio, the control operating frequency, and the control dead time in the order of the control duty ratio, the control operating frequency, and the control dead time in the charging control factor selection unit 452, and after the selection of the control duty ratio, the extraction operation If there is no control operating frequency and control dead time corresponding to the frequency and extraction dead time, the average operating frequency for two control operating frequencies (the approximate upper control operating frequency and the approximate lower control operating frequency) that is close to the extraction operating frequency is calculated. It is determined by the control operating frequency (new control operating frequency), and the control dead time (new control Dead time) and may further include a charging power learning unit 454 configured to be transmitted to the charging power conversion execution unit 530 .
여기에서, 상기 충전전력 학습부(454)는 제어 듀티비가 없는 경우에도 상기한 방식과 동일하게 실행하여 듀티비를 산출하고, 산출된 듀티비를 제어 듀티비(새로운 제어 듀티비)로 결정하도록 이루어질 수 있다.Here, even when there is no control duty ratio, the charging power learning unit 454 calculates the duty ratio in the same manner as described above, and determines the calculated duty ratio as the control duty ratio (new control duty ratio). can
상기 충전전력 학습부(454)에서 산출되어 저장되는 새로운 제어 동작주파수와 제어 데드타임 및/또는 제어 듀티비의 데이터는, 데이터 저장부(460)에 저장되며, 저장된 새로운 데이터는 응급/비상상황 통신 모듈(500)에 구성되는 통신모듈부를 통해 원격지 관제 서버로 전송되어 저장된다.The data of the new control operating frequency and the control dead time and/or the control duty ratio calculated and stored in the charging power learning unit 454 are stored in the
한편, 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치는, 상기 신재생에너지 발전 모듈(200)에서 충전 동작의 실행 시 발생하여 데이터 저장부(460)에 저장된 각종 데이터, 예를 들면 상기 충전제어인자 추출부(451)에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임의 추출 데이터, 및 상기 충전제어인자 선택부(452)에서 선택된 제어 듀티비, 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 제어 데이터를, 응급/비상상황 통신 모듈(500)에 구성되는 통신 모듈부를 통해 원격지의 관제센터 서버로 전송될 수 있다.On the other hand, the renewable energy street lamp device having an emergency/emergency communication function according to the present invention generates various data stored in the
상기 관제센터 서버는, 각각의 신재생에너지 가로등 장치에 구비된 통신 모듈부를 통해 전송된 추출 데이터와 제어 데이터에 기반하여 신재생에너지 발전 모듈(200)의 최적 효율의 충전 동작을 가능하게 하고, 및/또는 충전 동작 오류를 확인할 수 있도록 모니터링 결과를 충전전력 제어모듈부(450)로 피드백하도록 이루어질 수 있다.The control center server enables an optimally efficient charging operation of the renewable energy
구체적으로, 상기 관제센터 서버는 동일 또는 유사 환경에 설치된 복수의 가로등 장치를 그룹핑한 각 그룹으로부터 추출 데이터와 제어 데이터를 전송받고, 어느 그룹의 특정 가로등 장치의 배터리 충전제어장치(400)로부터 전송된 추출 데이터 및 제어 데이터가 해당 그룹의 다른 가로등 장치로부터 전송된 추출 데이터 및 제어 데이터와 비교하여 최적의 충전 효율을 갖는 제어 데이터를 선택하고, 해당 가로등 장치의 배터리 충전제어장치(400)로 피드백하며, 해당 가로등 장치의 배터리 충전제어장치(400)의 충전전력 변환 실행부(454)는 관제센터 서버로부터의 제어 데이터를 저장하고 해당 제어 데이터(제어 파라미터)를 통해 충전이 이루어지도록 한다.Specifically, the control center server receives extracted data and control data from each group grouping a plurality of street light devices installed in the same or similar environment, and is transmitted from the battery
상기 데이터 저장부(460)에는 새로운 제어 데이터가 저장되고, 상기 충전전력 변환 실행부(454)에서는 상기 데이터 저장부(460)에 새롭게 저장된 제어 데이터를 추출 데이터와 비교하는 데이터로서 활용하게 된다.New control data is stored in the
또한, 상기 관제센터 서버는 어느 그룹의 특정 가로등 장치로부터 전송된 추출 데이터 및 제어 데이터가 해당 그룹의 다른 가로등 장치로부터 전송된 추출 데이터 및 제어 데이터와 비교하여 크게 다를 경우(즉, 소정 범위를 벗어나는 경우), 해당 가로등 장치에서는 충전 오류가 발생한 것으로 판단하고, 해당 가로등 장치에 대한 유지 보수를 실행하게 된다.In addition, when the control center server is significantly different from the extracted data and control data transmitted from a specific street light device in a group compared to the extracted data and control data transmitted from other street light devices in the group (that is, out of a predetermined range) ), it is determined that a charging error has occurred in the corresponding street light device, and maintenance of the corresponding street light device is performed.
한편, 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치는, 조도 센서(102), 및 상기 조도 센서(102)의 검출 신호를 전달받아 상기 배터리(300)로부터 출력되는 전력을 미리 설정된 전력값으로 변환하여 상기 조명등(101)으로 제공하도록 하는 조도 연동 제어 모듈(470)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the new and renewable energy street lamp device having an emergency/emergency communication function according to the present invention receives the detection signal of the
다음으로, 상기 응급/비상상황 통신 모듈(500)은 상기 폴 구조체(100)에 구비되고, 상기 배터리(300)로부터의 전력을 공급받아 응급 상황 및 비상 상황을 원격지의 관제센터 서버로 전송하도록 구성된다.Next, the emergency/
상기 응급/비상상황 통신 모듈(500)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 크게 응급신호 조작 버튼(510)과, 위치정보 저장부(520), 및 통신 모듈부(530)를 포함하며, 조명등 비상제어부(540), 및 비상상황 음향제어부(550)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the emergency/
구체적으로, 상기 응급/비상상황 통신 모듈(500)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 폴 구조체(100)의 하부 일측에 구비되는 응급신호 조작 버튼(510)과, 가로등 장치의 위치 정보가 저장되는 위치정보 저장부(520), 및 상기 응급신호 조작 버튼(510)의 조작 신호가 발생할 시, 가로등 장치의 위치 정보가 함께 응급 신호를 원격지의 관제센터 서버로 송출하도록 구성되는 통신 모듈부(530)를 포함한다.Specifically, the emergency/
또한, 응급/비상상황 통신 모듈(500)은 상기 응급신호 조작 버튼(510)의 조작 신호 발생 시, 상기 조명등(101)의 색상을 변경하고, 점멸 신호를 생성하도록 하는 조명등 비상제어부(540), 및 상기 응급신호 조작 버튼(510)의 조작 신호 발생 시, 상기 폴 구조체(100)에 구성되는 스피커로부터 음향(예를 들면, 싸이렌 등)이 발생되도록 제어하는 비상상황 음향제어부(550)를 포함한다.In addition, the emergency/
한편, 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치는, 신재생에너지 발전 모듈(200)로부터의 전력을 제공받아 동작하는 복수의 주변 장치를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention may further include a plurality of peripheral devices that operate by receiving power from the renewable energy
상기 복수의 주변 장치로는, 보안등, 가로등, 보안카메라(CCTV), 통신 중계기, 와이파이 중계기, 환경인자 검출센서, 지진감지기, 전자식 풍향계, 풍속계, 스피커, 디스플레이 장치 등으로 이루어질 수 있으며, 이 외에도 다양한 주변 장치로 구성될 수 있다. 여기에서, 환경인자 검출센서로는 예를 들면 대기오염 검출센서(황사나 미세먼지 등), 오존 센서 등을 포함할 수 있다.The plurality of peripheral devices may include a security light, a street light, a security camera (CCTV), a communication repeater, a Wi-Fi repeater, an environmental factor detection sensor, an earthquake detector, an electronic weather vane, an anemometer, a speaker, a display device, and the like. It can be composed of various peripheral devices. Here, the environmental factor detection sensor may include, for example, an air pollution detection sensor (yellow or fine dust, etc.), an ozone sensor, and the like.
또한, 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치는, 전력원으로부터 신재생에너지 발전 모듈(200)과 겸용하여 상시 전력망을 이용할 수 있으며, 상기 배터리 충전제어장치(400)는 배터리(300)의 충전량이 미리 설정된 충전 전력 이하로 떨어지는 경우, 배터리(300)로부터의 전력 공급은 중단하고 상시 전력망을 통한 전력이 공급되도록 제어하는 전력 전환 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention can use a regular power grid in combination with the renewable energy
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치에 의하면, 전력망으로부터의 전력 공급이 없더라도 응급/비상 통신을 위한 최소한의 필요 전력을 신재생에너지로부터 안정적으로 확보하여 유지할 수 있도록 하여 도서 산간이나, 산길 및 인적이 드문 공원 등에서의 범죄 사고, 신고, 산행 사고 등을 예방하고, 신속히 처리할 수 있는 이점이 있다.According to the renewable energy street light device having an emergency/emergency communication function according to the present invention as described above, even if there is no power supply from the power grid, the minimum required power for emergency/emergency communication is stably secured from renewable energy. It has the advantage of preventing and promptly handling criminal accidents, reports, and hiking accidents in island mountains, mountain roads, and parks where there are few people.
또한, 본 발명에 의하면, 전력원으로서 이용되는 신재생에너지의 발전 전력을 효율적으로 이용할 수 있도록 하여 안정되고 지속적인 통신 기능을 확보할 수 있고, 신재생에너지 발전 장치의 배터리의 충전에 영향을 미치는 정확한 충전제어인자들을 통해 충전을 제어함으로써 최적의 충전 효율로 충전될 수 있도록 하며, 신재생에너지 발전 장치가 최적의 충전 제어 지점을 검색하여 충전함으로써 각기 다른 주변 환경에서도 배터리의 충전 효율을 극대화할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to efficiently use the generated power of the renewable energy used as a power source to secure a stable and continuous communication function, and to accurately By controlling charging through charging control factors, it can be charged with optimal charging efficiency, and the new and renewable energy generator searches for the optimal charging control point and charges to maximize the charging efficiency of the battery in different surrounding environments. There is an advantage.
또한, 본 발명에 의하면, 신재생에너지 발전 장치의 자가 충전 제어에 더하여, 다른 신재생에너지 발전 장치로부터의 모니터링 결과에 기반하여 배터리의 비효율적 충전을 판단하고, 모니터링 결과에 따라 해당 태양광 발전 장치에 대하여 최적의 파라미터로 충전되도록 함으로써 최적의 충전 제어를 안정적으로 실행할 수 있도록 하며, 복수의 신재생에너지 발전 장치로부터의 충전 모니터링 결과에 기반하여 충전 오류를 판단하고, 이에 따른 유지 보수 또는 교체를 신속하게 실행할 수 있도록 하는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, in addition to the self-charging control of the new and renewable energy power generation device, inefficient charging of the battery is determined based on the monitoring result from another renewable energy power generation device, and according to the monitoring result, it is applied to the corresponding solar power device. It enables stable execution of optimal charging control by charging with optimal parameters for It has the advantage of being able to run it.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical spirit included in the specification and drawings of the present invention should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 폴 구조체
101: 조명등
102: 조도 센서
200: 신재생에너지 발전 모듈
300: 배터리
400: 배터리 충전제어장치
410: 입력전압/출력전압 검출부
420: 충전전압/충전전류 검출부
430: 입력전력/충전전력 산출부
440: 충전제어인자 추출부
450: 충전전력 제어모듈부
451: 추출 충전제어인자 저장부
452: 충전제어인자 선택부
453: 충전전력 변환 실행부
454: 충전전력 학습부
460: 데이터 저장부
470: 통신 모듈부
500: 조도 연동 제어 모듈100: pole structure
101: light
102: light sensor
200: renewable energy power generation module
300: battery
400: battery charge control device
410: input voltage / output voltage detection unit
420: charging voltage / charging current detection unit
430: input power / charging power calculation unit
440: charge control factor extraction unit
450: charging power control module unit
451: extraction charge control factor storage unit
452: charge control factor selection unit
453: charging power conversion execution unit
454: charging power learning unit
460: data storage unit
470: communication module unit
500: illuminance interlocking control module
Claims (5)
태양광 및 풍력 중 적어도 하나로 전력을 발생시키도록 구성되는 신재생에너지 발전 모듈;
상기 신재생에너지 발전 모듈에서 발생된 전력을 제공받아 충전하는 배터리;
상기 신재생에너지 발전 모듈에서 발생된 전력을 제어하여 상기 배터리에 충전되도록 하는 배터리 충전제어장치; 및
상기 폴 구조체에 구비되고, 상기 배터리로부터의 전력을 공급받아 응급/비상 상황을 원격지의 관제센터 서버로 전송하도록 구성되는 응급/비상상황 통신 모듈;을 포함하며,
상기 배터리 충전제어장치는, 상기 신재생에너지 발전 모듈로부터의 입력 전압과 입력 전류를 검출하도록 구성되는 입력전압/출력전압 검출부와, 상기 배터리로 충전되는 충전 전압과 충전 전류를 검출하도록 이루어지는 충전전압/충전전류 검출부와, 상기 입력 전압과 입력 전류를 기반으로 입력 전력을 산출하고, 상기 충전 전압과 충전 전류를 기반으로 충전 전력을 산출하는 입력전력/충전전력 산출부와, 상기 산출된 데이터를 기반으로 상기 신재생에너지 발전 모듈에 구성되는 스위칭 회로 소자의 듀티비, 동작주파수 및 데드타임을 포함하는 충전제어인자를 추출하는 충전제어인자 추출부와, 상기 추출된 충전제어인자에 따른 충전 파라미터로 변환시켜 충전되도록 제어하는 충전전력 제어모듈부, 및 미리 설정된 충전 파리미터의 데이터, 상기 입력전압, 입력전류, 입력전력, 충전전압, 충전전류, 및 충전전력의 데이터가 저장되는 데이터 저장부를 포함하고,
상기 충전전력 제어모듈부는, 상기 충전제어인자 추출부에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임을 포함하는 추출 충전제어인자를 저장하는 추출 충전제어인자 저장부와, 상기 추출 충전제어인자를 미리 저장되어 있는 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 충전제어인자와 비교하여 해당 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 선택하는 충전제어인자 선택부, 및 상기 선택된 충전제어인자에 따른 충전 파라미터를 갖는 전력으로 변환하여 충전시키는 충전전력 변환 실행부를 포함하며,
상기 충전제어인자 선택부는, 제어 듀티비, 제어 동작주파수, 제어 데드타임의 순서로 검색하여 선택하고, 상기 제어 듀티비가 결정된 다음, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임에 상응하는 제어 동작주파수와 제어 데드타임이 없는 경우, 해당 추출 동작주파수 및 추출 데드타임에 가장 근사한 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 선택하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치.
a pole structure provided with a lighting;
Renewable energy generation module configured to generate power with at least one of solar and wind power;
a battery for charging by receiving power generated from the renewable energy generation module;
a battery charging control device for controlling the power generated by the renewable energy generation module to be charged in the battery; and
an emergency/emergency communication module provided in the pole structure and configured to receive power from the battery and transmit an emergency/emergency situation to a remote control center server;
The battery charge control device includes an input voltage/output voltage detection unit configured to detect an input voltage and an input current from the renewable energy generation module, and a charging voltage/output voltage detection unit configured to detect a charging voltage and a charging current charged by the battery. A charging current detection unit, an input power/charging power calculation unit calculating input power based on the input voltage and input current, and calculating charging power based on the charging voltage and charging current, and based on the calculated data A charging control factor extractor for extracting a charging control factor including a duty ratio, an operating frequency, and a dead time of a switching circuit element configured in the renewable energy generation module, and a charging parameter according to the extracted charging control factor. A charging power control module unit for controlling charging, and a data storage unit for storing data of preset charging parameters, the input voltage, input current, input power, charging voltage, charging current, and charging power,
The charging power control module unit, an extraction charge control factor storage unit for storing an extraction charge control factor including an extraction duty ratio, an extraction operation frequency, and an extraction dead time extracted from the charge control factor extraction unit, and the extraction charge control factor A charge control factor selector selecting the control duty ratio, the control operating frequency and the control dead time by comparing the control duty ratio, the control operating frequency, and the charging control factor of the control dead time stored in advance, and the selected charging control factor Containing a charging power conversion execution unit for charging by converting to power having a charging parameter according to,
The charging control factor selection unit searches for and selects in the order of a control duty ratio, a control operating frequency, and a control dead time, and after the control duty ratio is determined, a control operating frequency and a control dead time corresponding to the extraction operating frequency and the extraction dead time In the absence of this, it is characterized in that it is made to select the control operating frequency and control dead time that are closest to the extraction operating frequency and extraction dead time.
Renewable energy street light device with emergency/emergency communication function.
상기 충전제어인자 선택부는, 상기 추출 듀티비와 추출 동작주파수 및 추출 제어 듀티비에 상응하는 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임이 없는 경우, 해당 추출 듀티비와 동작주파수 및 추출 데드타임에 근사한 상위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임와 하위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임을 선택하며,
상기 선택된 상위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임과 하위의 제어 듀티비와 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 충전 파라미터에 대한 평균 파라미터를 산출하고, 산출된 평균 파라미터를 상기 충전전력 변환 실행부로 전달하도록 이루어지는 충전전력 학습부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치.
According to claim 1,
The charge control factor selection unit, if there is no control duty ratio, control operating frequency and control dead time corresponding to the extraction duty ratio, the extraction operating frequency and the extraction control duty ratio, the extraction duty ratio, the operating frequency and the extraction dead time Select the approximate upper control duty ratio, control operating frequency and control dead time, and lower control duty ratio, control operating frequency and control dead time,
Calculate the average parameters for the charging parameters of the selected upper control duty ratio, control operating frequency, control dead time, lower control duty ratio, control operating frequency, and control dead time, and convert the calculated average parameter to the charging power Characterized in that it further comprises a charging power learning unit made to transfer to the unit
Renewable energy street light device with emergency/emergency communication function.
상기 응급/비상상황 통신 모듈은,
상기 폴 구조체의 일측에 구비되는 응급신호 조작 버튼;
가로등 장치의 위치 정보가 저장되는 위치정보 저장부; 및
상기 응급신호 조작 버튼의 조작 신호가 발생할 시, 가로등 장치의 위치 정보가 함께 응급 신호를 원격지의 관제센터 서버로 송출하도록 구성되는 통신 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치.
According to claim 1,
The emergency / emergency communication module,
an emergency signal operation button provided on one side of the pole structure;
a location information storage unit for storing location information of the street lamp device; and
and a communication module unit configured to transmit an emergency signal to a remote control center server together with the location information of the street lamp when a manipulation signal of the emergency signal manipulation button is generated.
Renewable energy street light device with emergency/emergency communication function.
상기 응급/비상상황 통신 모듈은,
상기 응급신호 조작 버튼의 조작 신호 발생 시, 상기 조명등의 색상을 변경하고, 점멸 신호를 생성하도록 하는 조명등 비상제어부; 및
상기 응급신호 조작 버튼의 조작 신호 발생 시, 상기 폴 구조체에 구성되는 스피커로부터 음향이 발생되도록 제어하는 비상상황 음향제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치.
4. The method of claim 3,
The emergency / emergency communication module,
a lighting emergency control unit configured to change a color of the lighting lamp and generate a flashing signal when an operation signal of the emergency signal operation button is generated; and
and an emergency sound control unit for controlling a sound to be generated from a speaker configured in the pole structure when a manipulation signal of the emergency signal manipulation button is generated.
Renewable energy street light device with emergency/emergency communication function.
상기 통신 모듈부는,
상기 충전제어인자 추출부에서 추출된 추출 듀티비, 추출 동작주파수 및 추출 데드타임의 추출 데이터, 및 상기 충전제어인자 선택부에서 선택된 제어 듀티비, 제어 동작주파수 및 제어 데드타임의 제어 데이터를 원격지의 관제센터 서버로 전송하며,
상기 추출 데이터와 제어 데이터에 기반하여 상기 원격지의 관제센터 서버에서 생성된 새로운 제어 데이터를 전송받아 상기 충전전력 제어모듈부로 전달하여 상기 새로운 제어 데이터에 따른 충전이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는
응급/비상 통신 기능을 갖는 신재생에너지 가로등 장치.4. The method of claim 3,
The communication module unit,
The control data of the extraction duty ratio, the extraction operating frequency, and the extraction dead time extracted from the charge control factor extraction unit, and the control duty ratio, the control operation frequency and the control dead time selected by the charge control factor selection unit are stored at a remote location. It is transmitted to the control center server,
Based on the extracted data and control data, the new control data generated from the remote control center server is received and transferred to the charging power control module unit so that charging is performed according to the new control data.
Renewable energy street light device with emergency/emergency communication function.
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