KR102471254B1 - 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법은 내부에 수용공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 베이스부; 상기 베이스부의 일측에 설치되어 상기 개구부를 차폐하고, 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시키는 하프미러; 상기 베이스부와 상기 하프미러 사이에 설치되고, 상기 하프미러를 투과한 빛을 산란시키는 헤이즈(Haze) 필름; 상기 수용공간에 설치되고, 상기 산란된 빛을 제공받아 전기를 생성 및 저장하는 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈과 전기적으로 연결된 컴포넌트;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법에 과한 것으로, 보다 상세하게는 급커브 및 합선 도로 등과 같이 시야가 확보되지 못하는 곳에 설치되어 다른 차량이나 보행자 등을 확인할 수 있는 거울 역할과, 주변에 설치된 전자기기로 전기를 공급할 수 있도록 태양광 발전장치의 역할이 동시에 이루어질 수 있는 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 볼록거울 형상의 반사경은 굴곡진 도로, 언덕 길, 급커브 길 등과 같이 시야가 확보되지 않는 도로에 설치되어 서로 교차하는 차량에 상대차량을 인식하게 함으로써 교통사고를 미연에 방지하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 종래의 반사경은 봄이나 가을철과 같이 낮과 밤의 온도차가 심한 경우 반사경에 김 서림이나 이슬점이 발생하여 빛이 산란하게 되고 반사경의 시야가 흐려지는 문제점과, 겨울철과 같이 날씨가 추울 때에는 성에 또는 결로 현상이 반사경 전체에 발생하기 때문에 반대편 도로의 상황을 전혀 확인할 수 없다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 반사경 외부에 LED 모듈을 설치한 반사경이 개발되었으나, LED 모듈이 외부로 노출되어 있어 외관상 좋지 못하고, LED 모듈의 구동을 위한 전기가 많이 소모되는 문제가 있다.
또한, 종래의 반사경은 단순히 도로에서 상대차량을 인식하게 하는 역할만 하는 것이어서, 그 활용도를 넓힐 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 과제는 급커브 및 합선 도로 등과 같이 시야가 확보되지 못하는 곳에 설치되어 다른 차량이나 보행자 등을 확인할 수 있는 거울 역할과, 주변에 설치된 전자기기로 전기를 공급할 수 있도록 태양광 발전장치의 역할이 동시에 이루어질 수 있는 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경은 내부에 수용공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 베이스부; 상기 베이스부의 일측에 설치되어 상기 개구부를 차폐하고, 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시키는 하프미러; 상기 베이스부와 상기 하프미러 사이에 설치되고, 상기 하프미러를 투과한 빛을 산란시키는 헤이즈(Haze) 필름; 상기 수용공간에 설치되고, 상기 산란된 빛을 제공받아 전기를 생성 및 저장하는 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈과 전기적으로 연결된 컴포넌트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하프미러는 투명 재질의 프레임과, 상기 프레임의 일면에 하프미러 형성 조성물을 증착하여 형성된 하프미러층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하프미러 형성 조성물은 상기 프레임에 부분적으로 증착되고, 상기 하프미러 형성 조성물이 증착되지 않은 부위를 이용하여 상기 하프 미러에 문자 또는 문양을 형성할 수 있다.
또한, 상기 하프미러의 광투과율은 50 ~ 70%로 제공되고, 광반사율은 30 ~ 50%로 제공될 수 있다.
또한, 상기 하프미러는 광투과성을 향상시키기 위하여 AR(Anti-Reflective) 처리될 수 있다.
또한, 상기 헤이즈 필름은 유연(flexible)한 재질로 형성되어 상기 하프미러의 일면에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 주변의 조도가 기설정된 값 이하에서 점등되는 LED 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 CC카메라를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 스위치의 온/오프에 따라 경고음을 출력하는 비상벨을 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 고유의 ID 정보를 포함하고, 상기 비상벨로부터 경고음이 출력되는 경우 상기 ID 정보를 관제센터로 제공하는 무선통신 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 상기 관제센터와 음성 데이터를 송수신할 수 있도록 마이크 및 스피커를 더 포함할 수 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법은 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시키는 하프미러를 마련하는 단계; 상기 하프미러의 일면에 상기 하프미러를 투과한 빛을 산란시키는 헤이즈 필름을 제공하는 단계; 상기 산란된 빛을 제공받아 전기를 생성 및 저장하는 태양전지 모듈을 마련하는 단계; 상기 태양전지 모듈과 컴포넌트를 전기적으로 연결시키는 단계; 및 베이스부의 내부에 형성된 수용공간에 상기 태양전지 모듈을 설치한 후, 상기 하프미러를 이용하여 상기 베이스부의 개구된 일면을 차폐하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 하프미러를 마련하는 단계는 PC(폴리 카보네이트), PA(폴리 아미드), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트)중 선택된 하나를 포함하는 투명 재질의 프레임을 볼록 렌즈 형상으로 가공하는 과정과, 상기 프레임 상에 50 ~ 70%의 광투과율과, 30 ~ 50%의 광반사율을 갖는 하프미러 형성 조성물을 증착하여 하프 미러층을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 하프미러 형성 조성물을 증착하기 전 상기 프레임에 문자 또는 문양으로 절취된 마스킹 테이프를 부착하고, 상기 하프미러 형성 조성물의 증착 후 상기 마스킹 테이프를 제거하여 상기 프레임에 문자 또는 문양을 형성할 수 있다.
또한, 상기 헤이즈 필름을 제공하는 단계는 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)와, 네마틱 액정(Nematic LC)을 포함하는 혼합물을 형성하는 과정과, 유연(flexible)한 재질의 기재 상에 상기 혼합물을 포함하는 박막층을 형성하는 과정과, 상기 혼합물에 UV를 조사하여 상기 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)를 경화시켜 상기 네마틱 액정(Nematic LC)과 상 분리시키는 과정과, 유기용매를 투여하여 상기 네마틱 액정(Nematic LC)을 제거하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 박막층을 형성하는 과정은 상기 기재 상에 상기 혼합물을 분사한 후, 닥터블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 상기 혼합물의 두께를 일정하게 하여 박막층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 박막층을 형성하는 과정은 한 쌍의 기재 사이에 상기 혼합물을 주입하여 20㎛ 이하의 박막층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기용매는 1,2- Dichlorobenzene를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 설치된 주변의 조도가 기설정된 값 이하에서 점등되는 LED 모듈과, 설치된 주변을 촬영 및 저장하는 CC카메라와, 스위치의 온/오프에 따라 경고음을 출력하는 비상벨과, 관제센터와 음성 데이터를 송수신할 수 있는 마이크 및 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴포넌트는 고유의 ID 정보를 포함하고, 상기 비상벨로부터 경고음이 출력되는 경우 상기 ID 정보를 관제센터로 제공하는 무선통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자외선 영역의 빛을 선택적으로 투과시킬 수 있는 하프미러를 구비함으로써, 하프미러로부터 반사된 빛을 이용하여 다른 차량이나 보행자 등을 확인할 수 있는 반사경으로 사용할 수 있는 동시에, 하프미러를 투과한 빛을 태양전지 모듈로 제공하여 전기 에너지를 생산하는 발전장치로 사용할 수 있으므로, 사용성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 태양전지 모듈을 구비하여 전기 에너지를 생산 및 저장하고, 저장된 전기를 주변의 전자기기로 제공할 수 있으므로 전기의 낭비를 줄일 수 있다.
또한, 내부에 LED 모듈을 설치하여 야간 시인성을 확보할 수 있으며, 장소의 제약이 없어 후미지거나 코너 등과 같이 어두운 곳에도 설치가 가능해질 수 있다.
또한, 하프미러에 문자나 문양을 형성함으로써, 많은 사람들이 이용하는 장소에서 각종 브랜드를 홍보할 수 있으므로 광고수익 창출의 효과를 기대할 수 있다.
아울러, 태양전지 모듈로부터 전기를 제공아 구동할 수 있는 LED 모듈과, CC카메라와, 비상벨과, 무선통신 모듈과, 마이크 및 스피커 중 적어도 하나를 구비함으로써, 도시범죄 예방을 위한 셉테드(CPTED) 설계를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 반사경의 분해도.
도 3(a)는 헤이즈 필름이 구비되지 않은 반사경의 광 투과를 도시한 도면이고, 도 3(b)는 도 2에 도시된 본 발명의 반사경의 광 투과를 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 반사경의 광 광반사율을 도시한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 헤이즈 필름의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6(a)는 종래의 태양전지 모듈을 도시한 도면이고, 도 6(b)는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 컴포넌트의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 반사경의 태양광 발전 파장영역 및 하프미러의 반사 파장 영역을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 광 투과를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 반사경의 분해도.
도 3(a)는 헤이즈 필름이 구비되지 않은 반사경의 광 투과를 도시한 도면이고, 도 3(b)는 도 2에 도시된 본 발명의 반사경의 광 투과를 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 반사경의 광 광반사율을 도시한 도면.
도 5는 도 2에 도시된 헤이즈 필름의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6(a)는 종래의 태양전지 모듈을 도시한 도면이고, 도 6(b)는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 도시한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 컴포넌트의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 반사경의 태양광 발전 파장영역 및 하프미러의 반사 파장 영역을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 광 투과를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법의 블록도.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반사경의 분해도이고, 도 3(a)는 헤이즈 필름이 구비되지 않은 반사경의 광 투과를 도시한 도면이고, 도 3(b)는 도 2에 도시된 본 발명의 반사경의 광 투과를 도시한 도면이다. 그리고, 도 4는 도 2에 도시된 반사경의 광 광반사율을 도시한 도면이고, 도 5는 도 2에 도시된 헤이즈 필름의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6(a)는 종래의 태양전지 모듈을 도시한 도면이고, 도 6(b)는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 도시한 도면이고, 도 7은 도 1에 도시된 컴포넌트의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 사시도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 태양광 발전이 가능한 반사경(100)은 베이스부(110)와, 하프미러(120)와, 헤이즈 필름(130)과, 태양전지 모듈(140), 및 컴포넌트(150)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서의 반사경(100)은 전방이 보이지 않는 급커브 및 합선 도로 등과 같이 시야가 확보되지 못하는 곳에 설치되어 반대 노면에 위치한 차량이나 보행자 등의 정보를 운전자에게 제공하는 거울 역할과, 더불어 태양광 발전을 통해 전기를 생산하여 주변에 설치된 전자기기로 전기를 공급하는 발전장치의 역할을 동시에 구현할 수 있다.
베이스부(110)는 내부에 수용공간(111)이 형성되고, 일측에 개구부(112)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스부(110)는 일측이 개방된 원기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 스탠드 등과 같은 지지물(10)에 설치되어 지면으로부터 이격 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 베이스부(110)를 원기둥 형상으로 설명 및 도시하였으나, 사각기둥, 삼각기둥 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
하프미러(Half mirror, 120)는 베이스부(110)의 일측에 설치되어 개구부(112)를 차폐하고, 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시킬 수 있다. 즉, 하프미러(120)는 빛의 일부는 반사하고 일부는 투과하도록 만들어진 거울로서, 빛의 광투과율은 50 ~ 70%로 제공되고, 광반사율은 30 ~ 50%로 제공될 수 있다. 여기서, 하프미러(120)의 반사된 빛은 반사경으로 이용될 수 있고, 투과한 빛은 후술되는 태양전지 모듈(140)로 전달되어 태양광 발전시 이용될 수 있다.
하프미러(120)는 전방으로 볼록하게 돌출된 볼록렌즈 형상으로 형성될 수 있으며, 투명 재질의 프레임(121)과, 프레임(121)의 일면에 하프미러 형성 조성물을 증착하여 형성된 하프미러층(122)을 포함할 수 있다.
하프미러(120)에는 문자 또는 문양의 패턴(P)이 형성될 수 있는데, 상기 패턴(P)은 하프미러 형성 조성물의 부분적 증착을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 하프미러 형성 조성물은 프레임(121)에 부분적으로 증착되고, 하프미러 형성 조성물이 증착되지 않은 부위를 이용하여 하프 미러에 패턴(P)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 하프미러(120)에 문자나 문양을 형성함에 따라, 많은 사람들이 이용하는 장소에서 각종 브랜드를 홍보할 수 있으므로 광고수익 창출의 효과를 기대할 수 있다.
헤이즈(Haze) 필름(130)은 베이스부(110)와 하프미러(120) 사이에 설치되고, 하프미러(120)를 투과한 빛을 산란시킬 수 있다. 예를 들어, 헤이즈 필름(130)은 유연(flexible)한 재질로 형성되어 하프미러(120)의 일면에 밀착될 수 있다. 즉, 하프미러(120)가 볼록렌즈 형상으로 형성됨에 따라 헤이즈 필름(130) 또한 볼록렌즈 형상으로 형성될 수 있으며, 증착 또는 본딩 결합등의 방법으로 하프미러(120)의 오목한 타측 면에 헤이즈 필름(130)의 볼록한 일측 면이 밀착되며 결합될 수 있다.
태양전지 모듈(140)은 태양광을 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 베이스부(110)의 수용공간(111)에 설치되고, 헤이즈 필름(130)으로부터 산란된 빛을 제공받아 전기를 생성 및 저장할 수 있다.
이와 같이, 태양전지 모듈(140)이 헤이즈 필름(130)에 의하여 산란된 빛을 제공받아 전기에너지를 생성함에 따라, 태양광 발전 효율이 향상 향상될 수 있다. 즉, 도 3(a)와 같이 반사경(1)에 헤이즈 필름(130)이 구비되지 않은 경우에는 빛은 태양전지 모듈(140)을 지나 베이스부(110)의 후방에 초점(F)이 맺히게 된다. 그러나, 도 3(b)와 같이 반사경(100)에 헤이즈 필름(130)이 설치된 경우에는 헤이즈 필름(130)을 투과한 빛이 산란되어 태양전지 모듈(140)에 더 많은 양의 빛을 제공할 수 있게 되는 것이다. 이처럼 태양전지 모듈(140)로 제공되는 빛의 양이 증가함에 따라 태양광 발전 효율은 향상될 수 있다.
태양전지 모듈(140)은 헤이즈 필름(130)으로부터 산란된 빛을 수신하여 전기 에너지를 생성하는 복수의 태양전지셀(141)과, 태양전지셀(141)을 지지하는 태양광 패널(142)과, 전기 에너지를 제공받아 저장하는 배터리(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널(142)은 검은색의 단결정 실리콘으로 형성될 수 있고, 베이스부(110)의 수용공간(111)에 억지끼움, 나사결합, 본딩 결합 등의 방법으로 결합될 수 있다.
이러한 태양광 패널(142)의 외관은 베이스부(110)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 베이스부(110)가 원형으로 형성됨에 따라 태양광 패널(142) 또한 원형으로 형성될 수 있다. 따라서, 태양광 패널(142)에 빈틈없이 태양전지셀(142)을 배치시키기 위하여, 태양전지셀(142)은 사각이 아닌 마름모 꼴로 배치될 수 있다(도 6 참조).
컴포넌트(150)는 전기를 동력으로 하여 구동하는 장치로서, 태양전지 모듈(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트(150)는 LED 모듈(151)과, CC카메라(152)와, 비상벨(153)과, 마이크(154) 및 스피커(155)와, 무선통신 모듈(156) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스부(110)와 일체형으로 제공될 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 베이스부(110)와 분리형으로 제공될 수도 있다.
컴포넌트(150)가 LED 모듈(151)로 제공되는 경우, LED 모듈(151)은 주변의 조도가 기설정된 값 이하에서 점등될 수 있다. 예를 들어, LED 모듈(151)은 베이스부(110)와 하프미러(120) 사이의 공간에 설치될 수 있으며, 조도 감지센서를 구비하여 주변의 조도에 따라 자동으로 점멸될 수 있다. 이에 따라, 낮에는 LED 모듈(151)이 소등되고, 흐린 날이나 밤에만 LED 모듈(151)이 점등되므로 불필요한 전력의 낭비를 줄일 수 있다.
이와 같이, 반사경(100)에 LED 모듈(151)이 구비됨에 따라 야간 시인성이 향상되어 밤에도 사용이 가능하고, 설치 장소의 제약이 없어 후미지거나 코너 등과 같이 어두운 곳에도 설치가 가능해질 수 있다.
컴포넌트(150)가 CC카메라(152)로 제공되는 경우, CC카메라(152)는 설치된 주변을 촬영 및 저장할 수 있게 된다. 따라서, 범죄나 교통사고가 발생한 경우, 설치된 CC카메라(152)를 이용하여 주변 상황을 확인할 수 있으므로, 범죄의 및 사고의 예방 효과가 있다.
컴포넌트(150)가 비상벨(153)로 제공되는 경우, 비상벨(153)은 스위치의 온/오프에 따라 경고음을 출력할 수 있다. 이에 따라, 주변에서 사고나 범죄가 일어난 경우 비상벨(153)의 스위치를 누르면, 비상벨(153)은 경고음을 출력하여 위험 상황을 외부로 알릴 수 있다.
이때, 컴포넌트(150)는 고유의 ID 정보를 포함하고, 비상벨(153)로부터 경고음이 출력되는 경우 ID 정보를 관제센터로 제공하는 무선통신 모듈(156)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 비상벨(153)을 누르는 경우 주변의 파출소나 경찰서 등의 관제센터로 경고 신호가 자동으로 전송될 수 있으므로, 범죄로부터 사용자를 보호할 수 있다. 즉, 반사경(100)을 이용하여 도시범죄 예방을 위한 셉테드(CPTED) 설계를 구현할 수 있다.
컴포넌트(150)는 음성 데이터를 송수신할 수 있는 마이크(154) 및 스피커(155)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 반사경(100)에 마이크(154) 및 스피커(155)가 구비됨에 따라 사용자는 관제센터와 음성 데이터를 송수신 할 수 있게 된다. 따라서, 비상벨(153)이 눌러진 경우 관제센터는 사용자와 음성을 주고받을 수 있으므로, 원격에 위치한 사용자의 현재 상황을 보다 빠르게 파악할 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 반사경의 태양광 발전 파장영역 및 하프미러의 반사 파장 영역을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 반사경(100)은 사람의 눈으로 인지하지 못하는 빛의 파장에 대해서 태양광 발전을 활용할 수 있다. 즉, 하프미러(120)는 자외선 영역의 빛만 흡수하여 태양전지 모듈(140)로 제공할 수 있고, 태양전지 모듈(140)은 자외선 영역의 빛을 이용하여 전기를 생성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 광 투과를 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 태양광 발전이 가능한 반사경(200)의 하프미러(120)는 광투과성을 향상시키기 위하여 AR(Anti-Reflective) 처리될 수 있다. AR(Anti-Reflective)은 기재의 표면에 굴절률이 다른 층을 둠으로서 설치된 층의 표면에서의 반사광과 기재의 계면에서의 반사광의 위상을 역전시켜 상호 삭감함으로써 반사광을 경감시키는 원리이다.
예를 들어, 하프미러(120)의 표면 거칠기를 조절하는 방법이나, 하프미러(120)의 표면에 미세 패턴(P)이 형성된 AR 필름(123)을 부착 또는 증착하는 방법으로 AR 처리를 구현할 수 있다.
이와 같이, 하프미러(120)의 표면이 AR 처리됨에 따라 하프미러(120)로 입사되는 태양광의 반사가 방지되어 광투과성은 향상될 수 있고, 이는 태양전지 모듈(140)로 더 많은 양의 빛을 전달하게 되어 태양광 발전효율이 향상될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법(S100)은 하프미러를 마련하는 단계(S110)와, 헤이즈 필름을 제공하는 단계(S120)와, 태양전지 모듈을 마련하는 단계(S130)와, 태양전지 모듈과 컴포넌트를 전기적으로 연결시키는 단계(S140)와, 하프미러를 이용하여 베이스부의 개구된 일면을 차폐하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
하프미러를 마련하는 단계(S110)에서는 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시키는 하프미러(120)를 마련할 수 있다. 예를 들어, 하프미러를 마련하는 단계(S110)는 PC(폴리 카보네이트), PA(폴리 아미드), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트)중 선택된 하나를 포함하는 투명 재질의 프레임(121)을 볼록 렌즈 형상으로 가공하는 과정과, 프레임(121) 상에 50 ~ 70%의 광투과율과, 30 ~ 50%의 광반사율을 갖는 하프미러 형성 조성물을 증착하여 하프미러 층(122)을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
한편, 하프미러(120)에는 문자 또는 문양으로 이루어진 패턴(P)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 하프미러(120) 상에 가해지는 물리적 또는 열적 스크래치를 통해 하프미러(120) 상에 패턴(P)을 형성할 수 있다.
이에 따라, 하프미러(120)의 내부에 있는 LED 모듈(151)이 점등되는 경우, 패턴(P)을 통해 LED 모듈(151)의 빛이 외부로 발산될 수 있고, 이러한 빛의 발산으로 인해 패턴(P)은 더욱 선명하게 보여질 수 있다. 예를 들어, 패턴(P)을 “CCTV 촬영중”의 문구로 형성함으로써 보행자나 운전자들에게 CC카메라(152)가 설치된 것을 알려 범죄를 예방하는데 이용할 수 있다. 이 밖에도 패턴(P)을 광고 홍보용 문구로 형성함으로써 광고수익 창출의 효과를 기대할 수 있다.
헤이즈 필름을 제공하는 단계(S120)에서는 하프미러(120)의 일면에 하프미러(120)를 투과한 태양광을 산란시키는 헤이즈 필름(130)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 헤이즈 필름을 제공하는 단계(S120)는 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)와, 네마틱 액정(Nematic LC)을 포함하는 혼합물을 형성하는 과정과, 유연(flexible)한 재질의 기재 상에 혼합물을 포함하는 박막층을 형성하는 과정과, 혼합물에 UV를 조사하여 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)를 경화시켜 네마틱 액정(Nematic LC)과 상 분리시키는 과정과, 1,2- Dichlorobenzene를 포함하는 유기용매를 투여하여 네마틱 액정(Nematic LC)을 제거하는 과정을 포함할 수 있다.
이러한 과정을 거쳐 제조된 헤이즈 필름(130)은 유연한 재질의 고분자-다공성 구조로 형성될 수 있다.
구체적으로, 혼합물을 형성하는 과정에서 제공되는 NOA(Norland Optical Adhesive)는 NOA(Norland Optical Adhesive 88)로 형성될 수 있고, 박막층을 형성하는 과정은 자외선 영역 및 가시광선 영역의 빛의 투과가 큰 재질, 즉 PET나 유리 등과 같은 기재 상에 혼합물을 분사한 후 닥터블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 혼합물의 두께를 일정하게 하는 방법으로 박막층을 형성하거나, 한 쌍의 기재 사이에 혼합물을 주입하는 방법으로 20㎛ 이하의 박막층을 형성할 수 있다.
이후 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive 88)가 등방성 상(Isotropic phase)이 되는 전이점보다 +10℃ 이내 범위에서 UV빛을 조사하면, 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)이 고분자화되면서 상분리 현상이 발생하게 된다. 이 상태에서 1,2- Dichlorobenzene를 제공하면 네마틱 액정(Nematic LC)을 제거할 수 있다. 이와 같이, 헤이즈 필름(130)의 제조시 자외선 영역의 빛을 흡수하는 네마틱 액정(Nematic LC)이 제거됨에 따라, 헤이즈 필름(130)은 자외선 영역의 빛의 손실 없이 태양광을 산란시켜 태양전지 모듈(140)로 제공할 수 있다.
태양전지 모듈을 마련하는 단계(S130)에서는 하프미러(120)에 의해 산란된 태양광을 제공받아 전기를 생성 및 저장하는 태양전지 모듈(140)을 마련할 수 있다. 이와 같이, 태양전지 모듈(140)이 헤이즈 필름(130)에 의하여 산란된 빛을 제공받는 경우 산란되지 않은 빛을 제공받는 경우에 비하여 더 많은 양의 빛을 제공받을 수 있으므로, 태양광 발전 효율이 향상 향상될 수 있다.
태양전지 모듈과 컴포넌트를 전기적으로 연결시키는 단계(S140)에서는 태양전지 모듈(140)과 전기를 동력으로 하여 구동하는 컴포넌트(150)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트(150)는 설치된 주변의 조도가 기설정된 값 이하에서 점등되는 LED 모듈(151)과, 설치된 주변을 촬영 및 저장하는 CC카메라(152)와, 스위치의 온/오프에 따라 경고음을 출력하는 비상벨(153)과, 관제센터와 음성 데이터를 송수신할 수 있는 마이크(154) 및 스피커(155) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
컴포넌트(150)가 이러한 구성들을 포함함에 따라, 반사경(100)을 이용하여 도시범죄 예방을 위한 셉테드(CPTED) 설계를 구현할 수 있다. 즉, 어두운 곳에서는 LED 모듈(151)을 이용하여 시인성을 향상시키는 동시에 주변을 밝힐 수 있고, 주변에서 위험 상황이 발생한 경우에는 비상벨(153)을 눌러 외부로 위험 신호를 전송할 수 있다. 또한, 비상벨(153)이 눌러진 경우 관제센터는 CC카메라(152)를 통해 원격에 위치한 사용자의 상황을 주시하며, 마이크(154)와 스피커(155)를 통해 사용자와 음성을 주고받을 수 있다.
이때, 컴포넌트(150)와 관제센터가 데이터를 송수신할 수 있도록 컴포넌트(150)는 고유의 ID 정보를 포함하고, 비상벨(153)로부터 경고음이 출력되는 경우 ID 정보를 관제센터로 제공하는 무선통신 모듈(156)을 포함할 수 있다.
하프미러를 이용하여 베이스부의 개구된 일면을 차폐하는 단계(S150)에서는 베이스부(110)의 내부에 형성된 수용공간(111)에 태양전지 모듈(140)을 설치한 후, 하프미러(120)를 이용하여 베이스부(110)의 개구된 일면을 차폐할 수 있다. 예를 들어, 베이스부(110)와 하프미러(120)는 억지끼움, 나사 결합 등의 방법으로 상호 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 방법을 통해 베이스부(110)와 하프미러(120)가 결합된 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 베이스부(110)와 하프미러(120)의 사이에는 설치 공간이 형성될 수 있고, 이 설치 공간에 헤이즈 필름(130)과, 태양전지 모듈(140), 및 컴포넌트(150)가 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 태양광 발전이 가능한 반사경(100)은 자외선 영역의 빛을 선택적으로 투과시킬 수 있는 하프미러(120)를 구비함으로써, 하프미러(120)로부터 반사된 빛을 이용하여 다른 차량이나 보행자 등을 확인할 수 있는 반사경으로 사용할 수 있는 동시에, 하프미러(120)를 투과한 빛을 태양전지 모듈(140)로 제공하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 발전장치로 사용할 수 있으므로, 사용성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 태양전지 모듈(140)을 구비하여 전기 에너지를 생산 및 저장하고, 저장된 전기를 주변의 전자기기로 제공할 수 있으므로 전기의 낭비를 줄일 수 있다.
또한, 내부에 LED 모듈(151)을 설치하여 야간 시인성을 확보할 수 있으며, 장소의 제약이 없어 후미지거나 코너 등과 같이 어두운 곳에도 설치가 가능해질 수 있다.
또한, 하프미러(120)에 문자나 문양을 형성함으로써, 많은 사람들이 이용하는 장소에서 각종 브랜드를 홍보할 수 있으므로 광고수익 창출의 효과를 기대할 수 있다.
아울러, 태양전지 모듈(140)로부터 전기를 제공아 구동할 수 있는 LED 모듈(151)과, CC카메라(152)와, 비상벨(153)과, 무선통신 모듈(156)과, 마이크(154) 및 스피커(155) 중 적어도 하나를 구비함으로써, 도시범죄 예방을 위한 셉테드(CPTED) 설계를 구현할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110: 베이스부
111: 수용공간
112: 개구부
120: 하프미러
121: 프레임
122: 하프미러층
123: AR 필름
130: 헤이즈 필름
140: 태양전지 모듈
150: 컴포넌트
111: 수용공간
112: 개구부
120: 하프미러
121: 프레임
122: 하프미러층
123: AR 필름
130: 헤이즈 필름
140: 태양전지 모듈
150: 컴포넌트
Claims (20)
- 내부에 수용공간이 형성되고, 일측에 개구부가 형성된 베이스부;
상기 베이스부의 일측에 설치되어 상기 개구부를 차폐하고, 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시키는 하프미러;
상기 베이스부와 상기 하프미러 사이에 설치되고, 상기 하프미러를 투과한 빛을 산란시키는 헤이즈(Haze) 필름;
상기 수용공간에 설치되고, 상기 산란된 빛을 제공받아 전기를 생성 및 저장하는 태양전지 모듈; 및
상기 태양전지 모듈과 전기적으로 연결된 컴포넌트;
를 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 하프미러는 투명 재질의 프레임과, 상기 프레임의 일면에 하프미러 형성 조성물을 증착하여 형성된 하프미러층을 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제2항에 있어서,
상기 하프미러 형성 조성물은 상기 프레임에 부분적으로 증착되고, 상기 하프미러 형성 조성물이 증착되지 않은 부위를 이용하여 상기 하프 미러에 문자 또는 문양을 형성하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 하프미러의 광투과율은 50 ~ 70%로 제공되고, 광반사율은 30 ~ 50%로 제공되는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 하프미러는 광투과성을 향상시키기 위하여 AR(Anti-Reflective) 처리된 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 헤이즈 필름은 유연(flexible)한 재질로 형성되어 상기 하프미러의 일면에 밀착되는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 컴포넌트는 주변의 조도가 기설정된 값 이하에서 점등되는 LED 모듈을 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 컴포넌트는 CC카메라를 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제1항에 있어서,
상기 컴포넌트는 스위치의 온/오프에 따라 경고음을 출력하는 비상벨을 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제9항에 있어서,
상기 컴포넌트는 고유의 ID 정보를 포함하고, 상기 비상벨로부터 경고음이 출력되는 경우 상기 ID 정보를 관제센터로 제공하는 무선통신 모듈을 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 제10항에 있어서,
상기 컴포넌트는 상기 관제센터와 음성 데이터를 송수신할 수 있도록 마이크 및 스피커를 더 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경.
- 태양광을 전달받아 선택적으로 빛을 투과시키는 하프미러를 마련하는 단계;
상기 하프미러의 일면에 상기 하프미러를 투과한 빛을 산란시키는 헤이즈 필름을 제공하는 단계;
상기 산란된 빛을 제공받아 전기를 생성 및 저장하는 태양전지 모듈을 마련하는 단계;
상기 태양전지 모듈과 컴포넌트를 전기적으로 연결시키는 단계; 및
베이스부의 내부에 형성된 수용공간에 상기 태양전지 모듈을 설치한 후, 상기 하프미러를 이용하여 상기 베이스부의 개구된 일면을 차폐하는 단계;
를 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
하프미러를 마련하는 단계는,
PC(폴리 카보네이트), PA(폴리 아미드), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트)중 선택된 하나를 포함하는 투명 재질의 프레임을 볼록 렌즈 형상으로 가공하는 과정과,
상기 프레임 상에 50 ~ 70%의 광투과율과, 30 ~ 50%의 광반사율을 갖는 하프미러 형성 조성물을 증착하여 하프 미러층을 형성하는 과정을 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
하프미러 형성 조성물을 증착하기 전 상기 프레임에 문자 또는 문양으로 절취된 마스킹 테이프를 부착하고,
상기 하프미러 형성 조성물의 증착 후 상기 마스킹 테이프를 제거하여 상기 프레임에 문자 또는 문양을 형성하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 헤이즈 필름을 제공하는 단계는,
반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)와, 네마틱 액정(Nematic LC)을 포함하는 혼합물을 형성하는 과정과,
유연(flexible)한 재질의 기재 상에 상기 혼합물을 포함하는 박막층을 형성하는 과정과,
상기 혼합물에 UV를 조사하여 상기 반응성 메소겐(reactive mesogens) 또는 NOA(Norland Optical Adhesive)를 경화시켜 상기 네마틱 액정(Nematic LC)과 상 분리시키는 과정과,
유기용매를 투여하여 상기 네마틱 액정(Nematic LC)을 제거하는 과정을 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제15항에 있어서,
상기 박막층을 형성하는 과정은,
상기 기재 상에 상기 혼합물을 분사한 후, 닥터블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 상기 혼합물의 두께를 일정하게 하여 박막층을 형성하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제15항에 있어서,
상기 박막층을 형성하는 과정은,
한 쌍의 기재 사이에 상기 혼합물을 주입하여 20㎛ 이하의 박막층을 형성하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제15항에 있어서,
상기 유기용매는 1,2- Dichlorobenzene를 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제12항에 있어서,
상기 컴포넌트는 설치된 주변의 조도가 기설정된 값 이하에서 점등되는 LED 모듈과, 설치된 주변을 촬영 및 저장하는 CC카메라와, 스위치의 온/오프에 따라 경고음을 출력하는 비상벨과, 관제센터와 음성 데이터를 송수신할 수 있는 마이크 및 스피커 중 적어도 하나를 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
- 제19항에 있어서,
상기 컴포넌트는 고유의 ID 정보를 포함하고, 상기 비상벨로부터 경고음이 출력되는 경우 상기 ID 정보를 관제센터로 제공하는 무선통신 모듈을 더 포함하는 태양광 발전이 가능한 반사경의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200186796A KR102471254B1 (ko) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200186796A KR102471254B1 (ko) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 태양광 발전이 가능한 반사경 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
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