KR102507662B1 - 개인용 클린 에너지 공급장치 - Google Patents

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KR102507662B1
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Abstract

본 발명의 일실시예는 전력을 생산하는 복수의 태양전지가 구비된 태양광모듈; 상기 태양광모듈과 연결되며, 사용자가 파지하는 파지홀이 형성된 케이싱; 상기 케이싱에 구비되며, 상기 태양광모듈의 방향을 조절하는 태양광추적부; 상기 케이싱에 구비되며, 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 저장하는 전력저장모듈; 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 상기 전력저장모듈에 저장시키고, 상기 전력저장모듈에 저장된 전력을 외부로 공급하는 전력제어부; 및 상기 전력제어부의 작동 상태를 파악하는 전력관리운영부를 포함하는 개인용 클린 에너지 공급장치를 제공한다.

Description

개인용 클린 에너지 공급장치{PERSONAL CLEAN ENERGY SUPPLY APPARATUS}
본 발명은 개인용 클린 에너지 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광모듈을 통해 전력을 생산하도록 이루어진 휴대 가능한 개인용 클린 에너지 공급장치에 관한 것이다.
최근들어 소득 수준의 향상과 더불어 캠핑이나 낚시 등의 레저 생활을 즐기는 사람들이 증가하고 있다.
이러한 레저 생활을 위해 야외에서 숙박을 하는 경우도 발생하는데, 야외 숙박시, 다양한 전기기기의 사용이 필요하다. 예를 들어, 현대인의 필수품인 휴대 단말기를 통해 음악을 듣거나 영화를 볼 수도 있고, 야간에 주변을 밝히는 조명을 사용할 수도 있다. 그러나 휴대 단말기 및 조명 등에 구비된 배터리의 전원이 모두 소진된 경우, 해당 전기기기를 사용하지 못하는 문제가 있다.
이와 같은 문제로 인해 대개 가정에서 미리 충전시킨 외장 배터리를 구비하여 전원이 소진된 해당 휴대 단말기 및 조명 등의 전기기기를 충전시켜 사용할 수 있다. 그러나 일반적으로 휴대 가능한 외장 배터리는 배터리 용량에 한계가 있어, 일정 이상의 용량을 필요로 하는 전기기기의 경우, 외장 배터리를 통해서는 전력 공급이 제대로 이루어지지 못하는 문제가 있다.
따라서, 사용자가 휴대 가능하며, 야외에서도 친환경적으로 전기를 발전시킬 수 있는 발전 장치에 대한 다양한 연구 개발이 필요하다.
선행문헌 1 : 한국공개실용신안 제2019-0001076호(2019.05.08)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 태양광모듈을 통해 전력을 생산하도록 이루어진 휴대 가능한 개인용 클린 에너지 공급장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 전력을 생산하는 복수의 태양전지가 구비된 태양광모듈; 상기 태양광모듈과 연결되며, 사용자가 파지하는 파지홀이 형성된 케이싱; 상기 케이싱에 구비되며, 상기 태양광모듈의 방향을 조절하는 태양광추적부; 상기 케이싱에 구비되며, 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 저장하는 전력저장모듈; 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 상기 전력저장모듈에 저장시키고, 상기 전력저장모듈에 저장된 전력을 외부로 공급하는 전력제어부; 및 상기 전력제어부의 작동 상태를 파악하는 전력관리운영부를 포함하는 개인용 클린 에너지 공급장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 케이싱의 하부에 구비된 장착부에 결합되어 상기 케이싱을 지지 고정물에 고정시키도록 이루어진 지지 고정부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 케이싱의 하부에 구비된 장착부에 결합되며, 요구되는 장소로 상기 케이싱을 이동시키는 이동로봇을 포함하며, 상기 이동로봇은, 상기 장착부가 삽입 고정되는 장착 삽입홈이 형성된 로봇 하우징; 상기 로봇 하우징의 하부에 구비되는 이동 바퀴; 상기 로봇 하우징에 구비되며, 주변 상황을 감지하는 위치 인식부; 상기 로봇 하우징에 구비되는 위치 정보부; 및 상기 로봇 하우징 내에 구비되며, 상기 이동 바퀴의 제어를 통해 상기 이동로봇을 이동시키는 작동 제어부를 포함하며, 상기 작동 제어부는 주변 환경 정보를 기초로 상기 태양광모듈의 전력 생산을 높일 수 있는 장소로 상기 이동로봇을 이동시키도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 태양광모듈은, 복수의 태양전지; 상기 태양전지를 지지하는 패널 하우징; 및 상기 패널 하우징의 둘레를 따라 미리 정해진 간격으로 구비되며, 태양광을 감지하는 광센서를 포함하며, 상기 광센서로부터 감지된 태양광 정보를 기초로 상기 태양전지는 방향 조절이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 태양광추적부는, 상기 태양전지를 상, 하 방향으로 조절하는 제1 위치 조정부; 상기 태양전지를 좌, 우 방향으로 조절하는 제2 위치 조정부; 및 상기 제1 위치 조정부와 제2 위치 조정부의 작동을 제어하는 방향 제어부를 포함하며, 상기 방향 제어부는 상기 광센서로 유입되는 광량이 미리 정해진 광량 이상인 경우, 상기 광센서로부터 감지된 태양광 정보를 기초로 상기 태양전지의 방향을 제어하도록 이루어지고, 상기 방향 제어부는 상기 광센서로 유입되는 광량이 미리 정해진 광량 미만인 경우, 상기 방향 제어부에 기 등록된 프로세스에 따라 상기 태양전지의 방향을 제어하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전력저장모듈은, 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력이 저장되는 복수의 배터리 유닛이 구비된 배터리부; 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 상기 배터리부에 충전시키는 제1 컨버터; 및 상기 배터리부에 저장된 전력을 전기기기로 공급하는 제2 컨버터를 포함하며, 상기 배터리부는, 상기 배터리 유닛이 결합되는 배터리 결합부가 구비된 배터리 하우징; 및 상기 배터리 하우징에 결합된 각각의 상기 배터리 유닛별 배터리의 충전 상태를 표시하는 충전 상태 표시부를 포함하며, 상기 배터리 하우징에는 상기 배터리 유닛을 각각 교체하도록 이루어진 유닛 분리버튼이 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전력관리운영부는 사용자 단말기와 통신 가능하도록 이루어지고, 사용자는 사용자 단말기를 통해 상기 전력관리운영부의 작동을 제어하도록 이루어질 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 개인용 클린 에너지 공급장치는 사용자가 파지한 상태에서 이동 가능한 구조로 이루어져 휴대가 간편하다. 이러한 개인용 클린 에너지 공급장치는 태양광모듈을 통해 친환경적으로 발전이 가능하여, 야외에서도 다양한 전기기기로 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치가 지지 고정부재에 고정된 상태를 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치가 이동로봇에 고정된 상태를 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광모듈의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전력저장모듈의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리부의 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전력저장모듈과 전력제어부를 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리부의 충전 과정을 나타낸 작동 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리부의 방전 과정을 나타낸 작동 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치와 사용자 단말기 간의 통신 연결 상태를 보여주는 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 전력관리운영부를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에서 상부와 하부는 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것으로, 반드시 중력방향을 기준으로 상부 또는 하부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치가 지지 고정부재에 고정된 상태를 보여주는 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치가 이동로봇에 고정된 상태를 보여주는 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇의 구성도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광모듈의 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전력저장모듈의 구성도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리부의 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전력저장모듈과 전력제어부를 나타낸 예시도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리부의 충전 과정을 나타낸 작동 순서도이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리부의 방전 과정을 나타낸 작동 순서도이며, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 개인용 클린 에너지 공급장치와 사용자 단말기 간의 통신 연결 상태를 보여주는 예시도이고, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 전력관리운영부를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 14에서 보는 바와 같이, 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)는 태양광모듈(100), 케이싱(200), 태양광추적부(300), 전력저장모듈(400), 전력제어부(500) 및 전력관리운영부(600)를 포함할 수 있다.
여기서 태양광모듈(100)은 광기전 효과(photovoltaic effect)를 통해 태양으로부터 오는 빛을 전기 에너지로 바꾸어 발전시키도록 이루어진다.
이러한 태양광모듈(100)은 태양전지(110), 패널 하우징(120) 및 광센서(130)를 포함할 수 있다. 여기서 태양전지(110)는 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하도록 이루어진다. 이러한 태양전지(110)는 복수개로 구비될 수 있다.
그리고 패널 하우징(120)은 복수개의 태양전지(110)를 지지 고정하도록 이루어진다. 이와 같은 패널 하우징(120)의 모서리 부위는 라운드지게 형성된다. 이는, 예를 들어 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)를 파지한 상태로 이동하는 과정에서 사용자 신체와의 부딪힘이 발생될 시, 충격을 완화시키도록 하기 위함이다.
이러한 패널 하우징(120)의 테두리에는 광센서(130)가 구비될 수 있다. 이와 같은 광센서(130)는 패널 하우징(120)의 둘레를 따라 미리 정해진 간격을 이루며 복수개로 구비될 수 있다. 본 발명에서는 태양광모듈(100)에 구비되는 광센서(130)가 4개이고, 태양전지(110)가 4개인 형태를 예로 설명하고 있으나, 해당 광센서(130)와 태양전지(110)의 개수는 특정 개수로 한정되지 않으며 다양한 개수로 이루어질 수 있음은 물론이다.
이러한 광센서(130)는 태양광을 감지하도록 이루어진다. 이와 같이, 광센서(130)로부터 측정된 태양광 감지 정보는 태양광추적부(300)로 제공되어, 태양광추적부(300)는 광센서(130)로부터 제공된 태양광 감지 정보를 기초로 태양전지의 방향을 조정하도록 이루어질 수 있다. 예로, 태양광추적부(300)는 태양광에 수직하도록 태양전지(110)의 위치를 조정하여, 태양광 발전량을 최대로 높이도록 이루어진다. 즉, 태양광추적부(300)는 효과적인 태양광 발전이 이루어지도록 태양전지(110)의 위치를 선택적으로 제어하게 된다.
한편, 케이싱(200)은 태양광모듈(100)과 연결 형성된다. 이러한 케이싱(200)에는 사용자가 파지하도록 이루어진 파지홀(201)이 형성되어, 사용자는 케이싱(200)에 마련된 파지홀(201)을 움켜쥔 상태에서 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)를 휴대하고 다닐 수 있다.
이러한 케이싱(200)의 내부에는 수용 공간부(미도시)가 형성되며, 해당 수용 공간부에는 다양한 구성품이 구비될 수 있다. 이와 같은 케이싱(200)은 내부에 구비되는 구성품을 외부로부터 보호하도록 이루어진다.
그리고 케이싱(200)의 하부에는 장착부(210)가 구비될 수 있다. 이러한 장착부(210)는 지지 고정부재(700)에 결합된 상태에서 다양한 지지 고정물에 지지 고정될 수 있다. 예로, 장착부(210)와의 결합을 통해 케이싱(200)을 지지하는 지지 고정부재(700)는 벽면에 지지 고정될 수도 있고, 테이블이나 펜스에 지지 고정될 수도 있으며, 카메라 거치대 형태를 이루며 땅에 지지될 수도 있다. 이와 같이, 케이싱(200)은 지지 고정부재(700)를 통해 다양한 지지 고정물(벽면, 펜스, 땅 등)에 안정적으로 지지 고정될 수 있다.
또는, 케이싱(200)에 구비된 장착부(210)는 이동로봇(800)에 장착되어, 이동로봇(800)의 이동을 통해 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)는 요구되는 장소로 이동될 수도 있다.
이와 같은 이동로봇(800)은 예를 들어 태양광을 감지하여 그림자 및 음영이 없는 장소로 이동하여 태양광 발전 효율을 높이도록 이루어진다. 즉, 이동로봇(800)은 태양광 발전 효율을 높일 수 있는 장소로 스스로 이동하며 태양광 발전 효율을 높이도록 이루어진다. 이러한 이동로봇(800)은 일몰 후나 태양광 발전이 멈춘 상태에서는 미리 설정된 장소(사용자가 지정한 장소, 사용자가 요구하는 장소)로 스스로 이동하도록 이루어질 수도 있다.
이와 같은 이동로봇(800)은 로봇 하우징(810), 이동 바퀴(820), 위치 인식부(830), 위치 정보부(840) 및 작동 제어부(850)를 포함할 수 있다.
여기서 로봇 하우징(810)은 이동로봇(800)의 외형을 이루며, 상부에는 케이싱(200)에 구비된 장착부(210)가 삽입 고정되는 장착 삽입홈(미도시)이 형성된다. 이러한 장착 삽입홈에 삽입 결합된 장착부(210)는 로봇 하우징(810)에 안정적으로 지지 고정될 수 있다.
그리고 이동 바퀴(820)는 로봇 하우징(810)의 하부에 구비되며, 이동로봇(800)을 요구되는 장소로 이동시키도록 이루어진다.
그리고 위치 인식부(830)는 로봇 하우징(810)에 구비된다. 이러한 위치 인식부(830)는 이동로봇(800)의 주변 환경을 감지하도록 이루어진다. 이와 같은 위치 인식부(830)는 카메라, 라이다 센서 및 근접센서 등을 통해 주변에 배치되는 주변 환경을 감지하도록 이루어질 수 있다.
그리고 위치 정보부(840)는 로봇 하우징(810)에 구비된다. 이러한 위치 정보부(840)는 이동로봇(800)의 현재 위치 정보를 파악하도록 이루어진다. 이와 같은 위치 정보부(840)에는 예를 들어 지도 정보가 저장되어 있어, 이동로봇(800)의 이동을 안내하는 네비게이션(navigation) 역할을 수행할 수도 있다.
그리고 작동 제어부(850)는 이동 바퀴(820)의 작동 제어를 통해 이동로봇(800)을 요구하는 장소로 이동시키도록 이루어진다. 이러한 작동 제어부(850)는 위치 인식부(830)로부터 제공되는 주변 환경 정보를 기초로 태양광모듈(100)의 전력 생산을 높일 수 있는 장소로 이동로봇(800)을 이동시키도록 이루어진다. 예로, 작동 제어부(850)는 그늘진 장소를 벗어나 태양광 발전 효율을 높이도록 장소로 이동로봇(800)을 이동시키도록 이루어진다. 이와 같이, 이동로봇(800)은 한 곳에만 머무르지 않고 태양광 발전 효율을 높일 수 있는 장소로 스스로 이동 가능하도록 이루어지기, 태양광모듈(100)의 태양광 발전 효율은 최대로 높아질 수 있다.
한편, 태양광추적부(300)는 케이싱(200)에 구비된다.
이러한 태양광추적부(300)는 태양광모듈(100)의 방향을 조절하도록 이루어진다. 이와 같은, 태양광추적부(300)는 태양의 방위와 고도에 따라 태양광모듈(100)의 방향을 조절하여 태양광모듈(100)에서 최대의 발전이 이루어지도록 한다. 즉, 태양광추적부(300)는 태양광모듈(100)이 태양광과 수직하게 배치되도록 태양광모듈(100)의 방향 조절이 이루어진다.
이러한 태양광추적부(300)는 제1 위치 조정부(310), 제2 위치 조정부(320) 및 방향 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서 제1 위치 조정부(310)는 태양광모듈(100)의 상, 하 방향을 조절하도록 이루어진다.
그리고 제2 위치 조정부(320)는 태양광모듈(100)의 좌, 우 방향을 조절하도록 이루어진다.
그리고 방향 제어부는 제1 위치 조정부(310)와 제2 위치 조정부(320)의 작동을 선택적으로 제어하도록 이루어진다. 이러한 방향 제어부는 예를 들어 전기모터의 작동을 통해 제1 위치 조정부(310) 및 제2 위치 조정부(320)의 작동을 제어할 수도 있다.
이와 같은 방향 제어부는 광센서(130)로부터 측정된 태양광 감지 정보를 기초로, 제1 위치 조정부(310) 및 제2 위치 조정부(320)의 작동을 제어하여 태양광모듈(100)에 구비된 태양전지(110)의 상, 하, 좌, 우 이동을 선택적으로 조정함으로써, 태양광 발전 효율을 높이도록 이루어진다.
이러한 태양광추적부(300)의 작동을 개략적으로 살펴보면, 태양전지(110)가 정남향을 향하면서 지면과 수직하게 배치된 기본 자세를 유지한 상태에서 광센서(130)가 미리 정해진 광량 이상을 감지하면, 방향 제어부는 광센서(130)로부터 제공된 태양광 감지 정보를 기초로, 제1 위치 조정부(310)와 제2 위치 조정부(320)의 위치를 조정하게 된다. 여기서 태양광추적부(300)는 예를 들어 태양의 움직임에 실시간으로 반응하여 태양전지(110)의 방향을 실시간으로 전환시키도록 이루어질 수도 있고, 1분부터 15분까지 일정 시간마다 한번씩 태양전지(110)의 방향 전환이 이루어지도록 작동 설정이 이루어질 수도 있다.
그리고 일몰 후 태양광이 사라진 경우, 태양광추적부(300)는 태양전지(110)가 정남향을 향하면서 지면과 수직하게 배치된 기본 자세로 원위치시킨다.
이와 같이, 광센서(130)로 유입되는 광량이 미리 정해진 광량 이상인 경우, 방향 제어부는 광센서(130)로부터 제공되는 태양광 감지 정보를 기초로 태양광모듈(100)의 방향을 제어하게 된다.
그리고 광센서(130)로 유입되는 광량이 미리 정해진 광량 미만인 경우, 방향 제어부는 기 등록된 프로세스에 따라 태양광모듈(100)에 구비된 태양전지(110)의 상, 하, 좌, 우 이동을 선택적으로 조정하도록 이루어진다. 예를 들어, 날씨가 흐려서 광센서(130)로 감지되는 광량이 미리 정해진 광량 미만인 경우, 방향 제어부는 기 등록된 계절 및 시간에 따른 태양의 방위와 고도 정보를 기초로 태양광 발전이 이루어질 수 있도록 태양전지(110)의 상, 하, 좌, 우 이동을 조정할 수도 있다. 또는, 광량이 미리 정해진 광량 미만인 경우에는 태양광추적부(300)는 기본 자세인 태양전지(110)가 정남향을 향하면서 지면과 수직하게 배치된 상태로 원위치시킨 상태에서 발전을 하지 않을 수도 있다.
한편, 전력저장모듈(400)은 태양광모듈(100)로부터 발생된 전력을 저장하도록 이루어진다. 이러한 전력저장모듈(400)은 케이싱(200) 내에 구비된다.
이와 같은 전력저장모듈(400)은 배터리부(410), 제1 컨버터(420) 및 제2 컨버터(430)를 포함할 수 있다.
여기서 배터리부(410)는 태양광모듈(100)로부터 발생된 전력을 저장하도록 이루어진다. 이러한 배터리부(410)에는 복수개의 배터리 유닛(411)이 구비될 수 있다.
이와 같은 배터리부(410)에는 배터리 하우징(412) 및 충전 상태 표시부(413)가 구비될 수 있다.
여기서 배터리 하우징(412)에는 배터리 유닛(411)이 삽입 결합되는 배터리 결합부(미도시)가 구비된다. 이에, 복수개의 배터리 유닛(411)은 각각의 배터리 결합부에 삽입 결합될 수 있다.
그리고 배터리 하우징(412)에는 배터리 결합부에 결합된 배터리 유닛(411)을 간편하게 분리시키도록 이루어진 유닛 분리버튼(414)이 구비되어, 사용자는 배터리 결합부에 결합된 배터리 유닛(411)을 선택적으로 분리시킬 수 있다. 예를 들면, 사용 과정에서 복수개의 배터리 유닛(411) 중 어느 하나의 배터리 유닛(411)에 불량이 발생된 경우, 사용자는 유닛 분리버튼(414)을 통해 해당 불량이 발생된 배터리 유닛(411)만을 간편하게 교체할 수 있다.
그리고 충전 상태 표시부(413)는 배터리 하우징(412)에 결합된 각각의 배터리 유닛(411)별 배터리의 충전 상태를 나타내도록 이루어진다. 이에, 사용자는 충전 상태 표시부(413)를 통해 배터리부(410)의 충전 상태를 확인할 수 있다. 즉, 충전 상태 표시부(413)는 램프의 색상 및 점멸을 통해 배터리부(410)의 충전 상태를 보여줄 수 있다. 그리고 사용자는 사용자 단말기(10)에 설치된 앱을 통해서도 배터리부(410)의 충전 상태를 수치적으로 확인할 수도 있다.
그리고 전력저장모듈(400)에 구비된 모듈 분리버튼(415)은 복수개의 배터리 유닛(411)이 결합된 배터리부(410)를 케이싱(200)으로부터 분리시키도록 이루어진다.
한편, 전력제어부(500)는 태양광모듈(100)로부터 발생된 전력을 전력저장모듈(400)에 저장시키고, 전력저장모듈(400)에 저장된 전력을 외부로 공급하도록 이루어진다. 이러한 전력제어부(500)는 태양광모듈(100)로부터 전력저장모듈(400)로 전기 에너지를 저장함에 있어 과충전이 발생되는 것을 방지하도록 제어하고, 전력저장모듈(400)로부터 외부 전기기기로 전력을 공급함에 있어, 배터리부(410)의 충전 상태가 미리 정해진 충전량 미만인 경우에는 전력 공급을 차단하도록 제어한다.
이러한 전력제어부(500)는 PMIC(Power Management Integrated Circuit), USB, C-TYPE, PD-TYPE, 무선충전, 배터리 게이지 등으로 구성될 수 있다. 여기서 배터리 게이지는 배터리부(410)의 충전량, 배터리부(410)의 전압 및 전류, 배터리부(410) 온도 등을 측정하도록 이루어진다.
그리고 배터리부(410)의 충전 및 방전은 유선방식의 USB, C-TYPE, PD-TYPE 으로도 구성될 수 있고, 무선충전 및 무선방전 방식으로도 이루어질 수 있다.
이와 같은 전력제어부(500)는 PMIC에 의해 전력저장모듈(400)의 만충전(Full charge) 기준 90%까지 충전되면 태양광모듈(100)로부터의 전력 충전을 차단하여 과충전을 방지하도록 이루어진다.
그리고 전력저장모듈(400)로부터 부하로 전력 공급 시, 전력저장모듈(400)에 구비된 배터리부(410)의 충전량이 만충전 기준 10%까지 전력 공급이 이루어지면, 전력제어부(500)는 전력 공급을 차단하여 과방전을 방지함으로써, 전력저장모듈(400)을 보호하도록 이루어진다.
그리고 제1 컨버터(420)는 태양광모듈(100)로부터 발생된 전력을 배터리부(410)에 충전시키도록 이루어진다. 이러한 제1 컨버터(420)는 태양광측 DC-DC 컨버터일 수 있다.
그리고 제2 컨버터(430)는 배터리부(410)에 저장된 전력을 전기기기에 공급하도록 이루어진다. 여기서 전기기기는 스마트 ICT 기기, 스마트폰, 노트북, 태블릿, 스마트 워치, 마이크로 모빌리티 기기, 드론, 전동퀵보드 등 특정한 전기기기로 한정되지 않으며, 전력을 공급받을 수 있는 전기기기라면 어떠한 기기라도 상관없다. 이러한 제2 컨버터(430)는 배터리부(410)에 저장된 전력을 부하로 공급하는 부하측 DC-DC 컨버터일 수 있다.
한편, 전력관리운영부(600)는 전력제어부(500)의 작동 상태를 파악함은 물론 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)에 구비된 다양한 구성품의 작동을 관리하도록 이루어진다.
이러한 전력관리운영부(600)는 유선 및 무선의 통신 네트워크를 통하여 사용자 단말기(10)와 통신 가능하도록 이루어져, 사용자는 사용자 단말기(10)를 통해 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)에 구비된 다양한 구성품의 작동을 관리할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 단말기(10)를 통해 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)의 운영 환경(온도, 습도, 일사량), 조건(실내, 실외, 거치조건(벽, 펜스, 바닥, 로봇), On & Off 등), 현황 및 실적(전력 생산, 저장, 공급 Data), 전력제어부(500)의 운영상태(전압, 전류, 충전량, 배터리 온도), 태양광추적부(300)의 운전(실시간 운전, 설정운전, On & Off) 등의 다양한 운영현황과 운영실적 등의 운영 데이터를 제공받을 수도 있고, 해당 운영 데이터를 사용자가 지정한 운영 데이터 저장소(미도시)에 저장할 수도 있다. 이러한 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)의 운영 데이터는 서버(20)로도 제공되어 빅데이터로 활용될 수도 있다.
이러한 전력관리운영부(600)는 예로, 어플리케이션프로세스(610), 센서모듈(620), 인터페이스모듈(630), 통신모듈(640), 기기식별모듈(650), 메모리(660)로 구성되어, 태양광추적부(300), 전력저장모듈(400), 전력제어부(500) 및 이동로봇(800)과 연계하여 개인용 클린 에너지 공급장치(1000)를 관리, 통제 및 운영할 수 있다.
다만, 이는 본 발명의 바람직한 일실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 권리 범위가 이러한 실시예의 기재 범위에 의하여 제한되는 것은 아니다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 태양광모듈
110: 태양전지
120: 패널 하우징
130: 광센서
200: 케이싱
201: 파지홀
210: 장착부
300: 태양광추적부
310: 제1 위치 조정부
320: 제2 위치 조정부
400: 전력저장모듈
410: 배터리부
411: 배터리 유닛
412: 배터리 하우징
413: 충전 상태 표시부
414: 유닛 분리버튼
415: 모듈 분리버튼
420: 제1 컨버터
430: 제2 컨버터
500: 전력제어부
600: 전력관리운영부
610: 어플리케이션프로세스
620: 센서모듈
630: 인터페이스모듈
640: 통신모듈
650: 기기식별모듈
660: 메모리
700: 지지 고정부재
800: 이동로봇
810: 로봇 하우징
820: 이동 바퀴
830: 위치 인식부
840: 위치 정보부
850: 작동 제어부
1000: 개인용 클린 에너지 공급장치

Claims (7)

  1. 전력을 생산하는 복수의 태양전지가 구비된 태양광모듈;
    상기 태양광모듈과 연결되며, 사용자가 파지하는 파지홀이 형성된 케이싱;
    상기 케이싱에 구비되며, 상기 태양광모듈의 방향을 조절하는 태양광추적부;
    상기 케이싱에 구비되며, 상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 저장하는 전력저장모듈;
    상기 케이싱의 하부에 구비된 장착부에 결합되며, 요구되는 장소로 상기 케이싱을 이동시키는 이동로봇;
    상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 상기 전력저장모듈에 저장시키고, 상기 전력저장모듈에 저장된 전력을 외부로 공급하는 전력제어부; 및
    상기 전력제어부의 작동 상태를 파악하는 전력관리운영부를 포함하며,
    상기 이동로봇은, 상기 장착부가 삽입 고정되는 장착 삽입홈이 형성된 로봇 하우징; 상기 로봇 하우징의 하부에 구비되는 이동 바퀴; 상기 로봇 하우징에 구비되며, 주변 상황을 감지하는 위치 인식부; 상기 로봇 하우징에 구비되는 위치 정보부; 및 상기 로봇 하우징 내에 구비되며, 상기 이동 바퀴의 제어를 통해 상기 이동로봇을 이동시키는 작동 제어부를 포함하며, 상기 작동 제어부는 주변 환경 정보를 기초로 그늘진 장소에서 벗어나 상기 태양광모듈의 전력 생산을 높일 수 있는 장소로 상기 이동로봇을 이동시키도록 이루어지고,
    상기 태양광모듈은, 복수의 태양전지; 상기 태양전지를 지지하는 패널 하우징; 및 상기 패널 하우징의 둘레를 따라 미리 정해진 간격으로 구비되며, 태양광을 감지하는 광센서를 포함하며, 상기 광센서로부터 감지된 태양광 정보를 기초로 상기 태양전지는 방향 조절이 이루어지고,
    상기 태양광추적부는, 상기 태양전지를 상, 하 방향으로 조절하는 제1 위치 조정부; 상기 태양전지를 좌, 우 방향으로 조절하는 제2 위치 조정부; 및 상기 제1 위치 조정부와 제2 위치 조정부의 작동을 제어하는 방향 제어부를 포함하며, 상기 방향 제어부는 상기 광센서로 유입되는 광량이 미리 정해진 광량 이상인 경우, 상기 광센서로부터 감지된 태양광 정보를 기초로 상기 태양전지의 방향을 상, 하, 좌, 우로 제어하도록 이루어지고,
    상기 태양광추적부는 일몰 후 태양광이 사라진 경우 또는 상기 광센서로 유입되는 광량이 미리 정해진 광량 미만인 경우, 상기 태양전지가 정남향을 향하면서 지면과 수직하게 배치된 상태로 원위치시키도록 이루어진 것인 개인용 클린 에너지 공급장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력저장모듈은,
    상기 태양광모듈로부터 발생된 전력이 저장되는 복수의 배터리 유닛이 구비된 배터리부;
    상기 태양광모듈로부터 발생된 전력을 상기 배터리부에 충전시키는 제1 컨버터; 및
    상기 배터리부에 저장된 전력을 전기기기로 공급하는 제2 컨버터를 포함하며,
    상기 배터리부는,
    상기 배터리 유닛이 결합되는 배터리 결합부가 구비된 배터리 하우징; 및
    상기 배터리 하우징에 결합된 각각의 상기 배터리 유닛별 배터리의 충전 상태를 표시하는 충전 상태 표시부를 포함하며,
    상기 배터리 하우징에는 상기 배터리 유닛을 각각 교체하도록 이루어진 유닛 분리버튼이 구비된 것을 특징으로 하는 개인용 클린 에너지 공급장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력관리운영부는 사용자 단말기와 통신 가능하도록 이루어지고, 사용자는 사용자 단말기를 통해 상기 전력관리운영부의 작동을 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 개인용 클린 에너지 공급장치.
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