KR102528497B1 - 도로용 에너지 하베스팅 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

태양광 패널과 압전 에너지 하베스터를 이용하는 도로용 에너지 하베스팅 장치 및 시스템이 개시된다. 개시된 도로용 에너지 하베스팅 장치는 압전 에너지 하베스터; 상기 압전 에너지 하베스터 상에 배치되어 차량에 의한 압력을 상기 압전 에너지 하베스터로 제공하며, 복수의 삽입 공간이 마련되는 차량 지지부; 및 상기 삽입 공간에 삽입되는 태양광 패널을 포함한다.

Description

도로용 에너지 하베스팅 장치 및 시스템{ENERGY HARVESTING APPARATUS AND SYSTEM FOR ROAD}
본 발명은 태양광 패널과 압전 에너지 하베스터를 이용하는 도로용 에너지 하베스팅 장치 및 시스템에 관한 것이다.
최근 에너지 하베스터의 효율이 높아지면서, 에너지 하베스터를 이용하는 다양한 어플리케이션들이 개발되고 있다. 태양광 패널 이외에도 압전 소자, 열전 소자 등이 에너지 하베스팅 장치로 이용되고 있다.
이러한 에너지 하베스팅 장치들은 표지판, 자동차, 블라인드 등 다양한 곳에 활용되고 있다.
특히, 도로는 차량의 이동에 의한 압력이 상시 인가되고, 태양으로부터 높은 광량이 제공되기 때문에 에너지 하베스팅 장치의 적용 대상으로 각광받고 있다.
관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-2078701호가 있다.
본 발명은 보다 높은 발전량을 제공하는 도로용 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 태양광 패널의 내구성이 향상될 수 있는 도로용 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 압전 에너지 하베스터의 불연속적인 에너지 하베스팅을 보완하여 연속적으로 에너지 하베스팅을 수행할 수 있는 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 운전자 및 보행자 등에게 각종 교통 정보와 안전 정보, 경보 등을 제공할 수 있는 도로용 에너지 하베스팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압전 에너지 하베스터; 상기 압전 에너지 하베스터 상에 배치되어 차량에 의한 압력을 상기 압전 에너지 하베스터로 제공하며, 복수의 삽입 공간이 마련되는 차량 지지부; 및 상기 삽입 공간에 삽입되는 태양광 패널을 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치가 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미리 설정된 형상의 삽입 공간을 제공하며, 차량에 의한 압력을 압전 에너지 하베스터로 제공하는 제1프레임; 상기 삽입 공간에 삽입되는 제1태양광 패널; 및 상기 프레임의 측면에 부착되는 탄성체를 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치가 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 지표면에 설치되어 차량이 이동하는 도로를 제공하는 복수의 도로용 에너지 하베스터; 상기 도로용 에너지 하베스터로부터 생성된 전기 에너지에 의해 점등하는 발광부; 및 상기 발광부의 점등을 제어하는 점등 제어부를 포함하며, 상기 도로용 에너지 하베스터는 압전 에너지 하베스터; 상기 압전 에너지 하베스터 상에 배치되어 차량에 의한 압력을 상기 압전 에너지 하베스터로 제공하며, 복수의 삽입 공간이 마련되는 차량 지지부; 및 상기 삽입 공간에 삽입되는 태양광 패널을 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 시스템이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 뿐만 아니라 압전 에너지 하베스터에 의해서도 전기 에너지가 생성될 수 있으므로, 낮뿐만 밤에도 전기 에너지가 생성될 수 있으며, 보다 높은 발전량을 제공할 수 있다. 생성된 전력은 도포 표시 패널 시스템, 도로 주행 가이드 시스템, 도로 안전 정보 제공 시스템, 도로 교통 통신 시스템 등에 활용될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 패널의 가시광 흡수로 인해 아스팔트 포장 도로과 비교하여 도로의 온도 상승이 억제될 수 있으므로, 도심의 온도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 도로 주변의 보행자나 운전자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 학교앞, 도심과 같이 저속 도로에 적용되거나, 고속 도로의 급회전 구간, 사각지대 등에 설치됨으로써, 운전자에 보행자에게 경고를 제공하거나, 교통 정보 등을 차량에 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 저장부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 도로용 에너지 하베스팅 장치의 평면도, 도 2는 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치는 압전 에너지 하베스터(110), 차량 지지부(120) 및 태양광 패널(130)을 포함한다. 실시예에 따라서, 에너지 저장부, 온도 조절부 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 복수의 도로용 에너지 하베스팅 장치가, 지표면에 인접하여 촘촘하게 배치됨으로써, 별도의 아스팔트나 시멘트 포장없이 도로로 활용될 수 있다. 또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 도로용 에너지 하베스팅 장치의 상부면이 외부로 노출되도록 배치됨으로써, 차량에 의한 압력을 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있으며, 태양광으로부터 전기 에너지를 생성할 수 있다.
차량 지지부(120)는 압전 에너지 하베스터(110) 상에 배치되며, 외부로 노출된다. 차량들이 차량 지지부(120) 위로 이동하게 되며, 차량 지지부(120)는 차량에 의한 압력을 압전 에너지 하베스터(110)로 제공한다. 즉, 차량의 휠(200)이 차량 지지부(120)를 누르며 화살표(201) 방향으로 이동하게 되면, 차량에 의한 압력이 차량 지지부(120)에 의해 압전 에너지 하베스터(110)로 제공된다. 따라서 압전 에너지 하베스터(110)는 차량에 의한 압력을 전기 에너지로 변환할 수 있다.
또한 차량 지지부(120)에는 태양광 패널(130)이 삽입되는 복수의 삽입 공간(127)이 마련된다. 태양광 패널(130)은 삽입 공간(127)에 삽입된 상태로 태양광을 전기 에너지로 변환할 수 있다. 삽입 공간(127)의 형태는 사각형 뿐만 아니라, 육각형 등 다양한 형태일 수 있으며, 차량 지지부(120)는 이러한 다양한 형태의 삽입 공간(127)이 마련될 수 있는 구조일 수 있다. 태양광 패널(130)은 삽입 공간의 형태에 대응되는 형상으로서 사각 기둥 또는 육각 기둥 형상의 육면체일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 뿐만 아니라 압전 에너지 하베스터에 의해서도 전기 에너지가 생성될 수 있으므로, 낮뿐만 밤에도 전기 에너지가 생성될 수 있으며, 보다 높은 발전량을 제공할 수 있다. 생성된 전력은 도포 표시 패널 시스템, 도로 주행 가이드 시스템, 도로 안전 정보 제공 시스템, 도로 교통 통신 시스템 등에 활용될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 패널의 가시광 흡수로 인해 아스팔트 포장 도로과 비교하여 도로의 온도 상승이 억제될 수 있으므로, 도심의 온도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 도로 주변의 보행자나 운전자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.
차량 지지부(120)는 일실시예로서, 하부 패널(121) 및 격벽(123, 125)을 포함할 수 있다.
하부 패널(121)은 압전 에너지 하베스터(110) 상에 배치되며, 압전 에너지 하베스터(110)와 접촉하는 하부 패널(121)의 하부면에는 전선의 배치를 위한 홈이 형성될 수 있다. 전선은 태양광 패널(130)과 에너지 저장부를 전기적으로 연결할 수 있다.
격벽(123, 125)은 하부 패널(121) 상에 배치되어 외부로 노출되며, 미리 설정된 간격만큼 이격되어 삽입 공간(127)을 형성한다. 격벽의 배치는 실시예에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 격벽의 배치에 따라서 삽입 공간의 형상 역시 가변될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 차량 지지부에 의해 형성된 삽입 공간에 태양광 패널이 삽입된 형태로 배치됨으로써, 태양광 패널의 내구성이 향상될 수 있다.
일실시예로서, 격벽(123, 125)은 가로로 배치되며 제1간격(L1)만큼 이격되어 배치되는 제1격벽(123) 및 세로로 배치되며 제2간격(L2)만큼 이격되어 배치되는 제2격벽(125)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2격벽(123, 125)의 높이(H)는 모두 동일하게 설계될 수 있다.
제1간격(L1)과 제2간격(L2)이 동일할 경우, 도 1과 같이, 정사각형 형태의 삽입 공간이 형성될 수 있으며, 제1간격(L1)과 제2간격(L2)이 상이할 경우, 직사각형 형태의 삽입 공간이 형성될 수 있다. 실시예에 따라서, 제1격벽(123) 및 제2격벽(125) 중 하나가 선택적으로 이용될 수도 있다.
그리고 제1 및 제2간격(L1, L2)은 차량의 하중이나, 돌 등 이물질에 의한 태양광 패널(130)의 파손 가능성을 고려하여 설계될 수 있다. 일실시예로서, 차량의 주행 방향(210)에 평행하게 배치된 격벽의 배치 간격은, 차량의 주행 방향에 수직하게 배치된 격벽의 배치 간격보다 넓을 수 있다. 예컨대, 제1격벽(123)이 차량의 주행 방향에 평행하게 배치된 격벽이며, 제2격벽(125)이 차량의 주행 방향에 수직하게 배치된 격벽인 경우, 제1간격(L1)은 제2간격(L2)보다 넓을 수 있다.
또한 제1 및 제2간격(L1, L2)이 지나치게 넓을 경우, 태양광 패널(130)로 차량의 하중이 전달되어 태양광 패널(130)이 파손될 수 있으므로, 차량에 의해 태양광 패널(130)이 파손되지 않도록 제1 및 제2간격(L1, L2)이 결정될 수 있다. 그리고 격벽의 높이(H) 역시 차량의 휠(200)에 의해 태양광 패널(130)이 파손되지 않도록 설계될 수 있으며, 타이어의 경도가 격벽의 높이(H)를 결정하는데 고려될 수 있다.
전술된 실시예에서는 사각형의 삽입 공간을 제공하는 격벽이 설명되었으나, 실시예에 따라서 격벽은 육각형의 삽입 공간을 제공하는 벌집 구조일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치는, 태양광 패널(130) 상에 배치되는 제1보호 패널(141)을 더 포함할 수 있다. 제1보호 패널(141)은 태양광이 투과될 수 있도록 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 실시예에 따라서, 폴리 카보네이트, 투명 목재, 투명 수지, 투명 세라믹, 강화 유리 등으로 이루어질 수 있다.
태양광 패널(130)은 차량의 하중 뿐만 아니라, 돌 등 이물질에 의해서도 파손될 수 있는데, 제1보호 패널(141)은 이러한 이물질이 태양광 패널(130)에 접촉하는 것을 방지함으로써, 이물질 등으로부터 태양광 패널(130)을 보호할 수 있다.
제1보호 패널(141)의 두께, 형상 등은, 돌 등 이물질 등에 의한 제1보호 패널(141)의 파손 가능성을 고려하여 설계될 수 있다. 태양광 패널(130) 및 제1보호 패널(141)의 두께의 합은 격벽의 높이와 동일하거나 또는 격벽의 높이보다 작도록 결정될 수 있다. 그리고 외부로 노출된 제1보호 패널의 상부면(141)의 가장자리(엣지)는, 격벽과 맞닿지 않도록 커팅된 형상일 수 있다.
예컨대, 모래 등과 같이 작은 입자의 이물질이 많은 환경에서는, 태양광 패널(130) 및 제1보호 패널(141)의 두께의 합이 격벽의 높이보다 작도록 결정될 수 있다. 이 경우, 태양광 패널(130) 및 제1보호 패널(141)의 두께의 합과, 격벽의 높이(H) 차이에 대응되는 여유 공간이 존재할 수 있으며, 이러한 여유 공간에 모래가 쌓임으로써, 제1보호 패널(141)의 파손이 줄어들 수 있다. 반면, 큰 돌 등 비교적 큰 입자의 이물질이 많은 환경에서는, 여유 공간에 이물질이 쌓일 경우, 제1보호 패널(141)에 지속적으로 압력이 인가되어 제1보호 패널(141)이 더 쉽게 파손될 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(130) 및 제1보호 패널(141)의 두께의 합은, 격벽의 높이(H)와 동일하도록 결정될 수 있다.
한편, 차량 지지부(120) 및 제1보호 패널에는 먼지, 이물등에 의한 영향을 줄이기 위해, 항균, 발수, 배수 등의 처리가 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 2의 실시예와 비교하여, 도 3에 도시된 실시예의 하부 패널(121)은 삽입 공간의 대응되는 위치에 형성된 관통홀(122)을 포함한다. 관통홀(122)에 의해 하부 패널(121)과 압전 에너지 하베스터(110) 사이의 접촉 면적은 줄어들고, 따라서 압전 에너지 하베스터(110)에 보다 강한 압력이 인가될 수 있다. 그리고 이러한 강한 압력은 압전 에너지 하베스터(110)의 발전량을 증가시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치는 관통홀(122)에 의해 태양광 패널(130)이 지지되지 못하여 태양광 패널(130)이 파손되는 것을 방지하기 위해, 태양광 패널(130)과 관통홀(122) 사이에 배치되는 제2보호 패널(142)을 더 포함할 수 있다.
한편, 격벽(123, 135)은 연전도율이 높은 재질로 이루어질 수 있으며, 하부 패널(121)은 열전도율이 낮은 재질로 이루어질 수 있다. 그리고 온도 조절부에 의해 격벽의 온도가 조절될 수 있다. 온도 조절부는 일실시예로서, 하베스팅된 전기 에너지와, 발열체, 냉매 등을 이용하여 격벽(123, 135)의 온도를 조절할 수 있다. 예컨대 격벽 내부에는 발열체가 포함될 수 있으며 또는 냉매가 흐르는 관이 포함될 수 있다.
겨울에는 격벽(123, 135)의 온도가 높임으로써, 도로의 결빙 문제를 해결할 수 있으며, 여름에는 격벽(123, 135)의 온도를 낮춤으로써, 도심의 폭염 문제를 해결할 수 있다. 또한 격벽과 달리 하부 패널(121)의 열전도율은 낮기 때문에 격벽의 열이 압전 에너지 하베스터(110)로 전달되는 것이 차단될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 저장부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 저장부는 순시전력 저장부(410) 및 충전부(420)를 포함한다.
순시전력 저장부(410)는 압전 에너지 하베스터 및 태양광 패널로부터 생성된 순시전력을 저장한다. 충전부(420)는 순시전력 저장부(410)와 병렬로 연결되어, 순시전력 저장부(410)에 저장된 순시전력 중 사용되지 않은 전력을 저장한다.
일실시예로서, 순시전력 저장부(410)는 슈퍼 커패시터일 수 있으며, 충전부(420)는 ESS(Energy Storage System)일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 시스템은 복수의 도로용 에너지 하베스터(510), 발광부(520) 및 점등 제어부(530)를 포함한다.
도로용 에너지 하베스터(511 내지 518)는 지표면에 설치되어 차량이 이동하는 도로를 제공하며, 전술된 도로용 에너지 하베스팅 장치에 대응된다. 복수개의 도로용 에너지 하베스터가 지표면에 설치되어 별도의 포장없이 도로를 구성할 수 있으며, 도 5에서는 8개의 도로용 에너지 하베스터가 지표면에 설치되어 도로를 구성하는 실시예가 도시된다.
발광부(520)는 도로용 에너지 하베스터(510)로부터 생성된 전기 에너지에 의해 점등된다. 일실시예로서, 도로용 에너지 하베스터(510)에 의해 형성된 도로의 가장 자리에 설치될 수 있다.
점등 제어부(530)는 발광부(520)의 점등을 제어한다.
본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 시스템은 학교앞, 도심과 같이 저속 도로에 적용되거나, 고속 도로의 급회전 구간, 사각지대 등에 설치되어, 불빛으로 운전자에 보행자에게 경고를 제공하거나, 교통 정보 등을 차량에 제공할 수 있다.
일실시예로서, 점등 제어부(530)는 발광부(520)를 점등시켜, 경로를 제공하거나 교통 정보를 제공할 수 있다. 점등 제어부(530)는 차량의 이동 방향으로 인접하여 배치된 도로용 에너지 하베스터의 압전 에너지 하베스터에서 순차적으로 전기 에너지가 생성되는 경우, 차량이 도로를 이동하고 있는 것으로 판단하여, 발광부(520)를 점등시킬 수 있다. 하나의 압전 에너지 하베스터에서만 순간적으로 전기 에너지가 생성되거나, 차량의 이동 방향과 무관하게 전기 에너지가 생성되는 경우는 차량의 이동보다는 보행자의 이동일 가능성이 높으므로, 점등 제어부(530)는 차량의 이동 방향으로 인접하여 배치된 도로용 에너지 하베스터에서 순차적으로 전기 에너지가 생성되는 경우, 차량이 도로를 이동하고 있는 것으로 판단한다.
도 5에서, 제1 내지 제4도로용 에너지 하베스터(511 내지 514)는 차량이 우측에서 좌측으로 이동할 때 이용되며, 제5 내지 제8도로용 에너지 하베스터(515 내지 518)는 차량이 좌측에서 우측으로 이동할 때 이용될 수 있다. 이 경우, 제5도로용 에너지 하베스터(515)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성된 이후 인접한 제6도로용 에너지 하베스터(516)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성되면, 점등 제어부(530)는 좌측에서 우측으로 차량이 이동하는 것으로 판단하여 발광부(520)를 점등시킬 수 있다. 또는 제4도로용 에너지 하베스터(514)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성된 이후, 인접한 제3도로용 에너지 하베스터(513)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성되면, 점등 제어부(530)는 좌측에서 우측으로 차량이 이동하는 것으로 판단하여 발광부(520)를 점등시킬 수 있다.
발광부(520)의 점등은 운전자, 그리고 도로 주변에서 놀고있는 유아나, 도로를 횡단하려는 보행자의 주의를 환기시킬 수 있을 뿐만 아니라, 차량이 이동하고 있는 경고 메시지를 제공할 수 있다.
또한 점등 제어부(530)는 도로용 에너지 하베스터(511 내지 518)의 압전 에너지 하베스터에서 생성되는 전기 에너지의 생성 시점을 이용하여 차량의 속도를 판단하고, 차량의 속도에 따라 발광부(520)의 점등 세기, 점등 범위 또는 점등 패턴을 조절할 수 있다.
전술된 예시에서, 제5도로용 에너지 하베스터(515)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성된 이후 인접한 제6도로용 에너지 하베스터(516)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성되는 시점이 빠를수록 점등 제어부(530)는 차량의 속도가 빠른 것으로 판단할 수 있다. 반대로 점등 제어부(530)는 제6도로용 에너지 하베스터(516)의 압전 에너지 하베스터에서 전기 에너지가 생성되는 시점이 느릴수록 차량의 속도가 느린 것으로 판단할 수 있다.
점등 제어부(530)는 차량의 속도가 빠를수록 발광부(520)의 점등 세기를 높이거나, 차량의 이동 방향에 따라 순차적으로 점등되는 발광부(520)의 점등 간격을 줄일 수 있다. 또는 발광부(520)가 점등되는 범위를 넓힘으로써, 차량으로부터 멀리 떨어진 보행자에게 경보를 제공할 수 있다.
한편, 도로용 에너지 하베스터(511 내지 518)에서 생성된 전력은, 실시예에 따라서 발광부(520)의 점등 뿐만 아니라 다양한 형태로 활용될 수 있다. 도로용 에너지 하베스터(511 내지 518)에서 생성된 전력은, 도로용 에너지 하베스터(511 내지 518) 주변에 위치한 가정이나 통신 장비, 신호등 등 다양한 전력 소비 주체의 전력원으로 활용될 수 있으며, 에너지 저장 시스템(ESS)에 저장될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6은 도로용 에너지 하베스팅 장치의 평면도, 도 7은 도로용 에너지 하베스팅 장치의 단면도를 나타낸다.
도 6 및 도 7에 도시된 도로용 에너지 하베스팅 장치는 전술된 실시예의 도로용 에너지 하베스팅 장치와 달리, 하나의 삽입 공간을 제공하는 도로용 에너지 하베스팅 장치로서, 블록과 같이 결합되어 에너지를 생성하는 도로를 구성할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치는 제1프레임(620), 제1태양광 패널(630) 및 탄성체를 포함한다. 그리고 전술된 실시예와 같이, 압전 에너지 하베스터를 포함할 수 있다.
제1프레임(620)은 미리 설정된 형상의 삽입 공간(627)을 제공하며, 차량에 의한 압력을 압전 에너지 하베스터로 제공한다. 삽입 공간(627)은 제1프레임(620)에 형성된 일종의 캐비티(cavity)일 수 있으며, 제1프레임(620)의 형상과 삽입 공간(627)의 형상은 대응된다. 그리고 제1태양광 패널(630)은 제1프레임의 삽입 공간(637)에 삽입된다.
제1프레임(620)은 하부 프레임과 측면 프레임을 포함하며, 상부가 개방된 형태이다 개방된 상부를 통해 제1태양광 패널(630)이 삽입 공간(637)에 삽입될 수 있다.
제1프레임(620)은 전술된 차량 지지부와 동일한 기능을 제공하되, 하나의 삽입 공간(637)을 제공하며, 제2태양광 패널이 삽입된 제2프레임과 결합된다. 제2프레임과의 결합을 위한 결합부가 제1프레임(620)에 포함될 수 있으며, 이와 같이 복수의 프레임이 결합됨으로써, 벌집 구조와 같은 형상으로 압전 에너지 하베스터 상에 배치될 수 있다.
도 6에서는 육각 기둥 형상의 프레임이 일실시예로서 설명되나, 프레임의 형상은 실시예에 따라서 다양하게 변경될 수 있다. 태양광 패널(630)은 삽입 공간(637)의 형태에 대응되는 형상으로서 육각 기둥 형상일 수 있다.
또한 프레임은 도 7에 도시된 바와 같이 상부면(621)을 포함하며, 상부면(621)의 일단과 측면(622) 사이에 배치되며, 상부면(621)에서 측면 방향으로 미리 설정된 각도만큼 기울어진 경사면(6230)을 포함할 수 있다. 태양광 패널은 전술된 실시예와 같이, 제1 및 제2보호 패널 사이에 배치될 수 있다.
탄성체는 프레임의 측면(622)에 부착될 수 있다. 즉, 탄성체는 프레임의 측면을 둘러쌀 수 있으며, 도시되지는 않았지만 프레임과 프레임 사이에 탄성체가 배치될 수 있다.
도로의 온도나 기후에 의해, 삽입 공간에 배치된 태양광 패널의 팽창과 수축에 의해, 태양광 패널과 프레임 사이에 틈이 발생할 수 있다. 또한 태양광 패널의 팽창과 수축에 의해, 프레임 역시 팽창 및 수축될 수 있으며, 이로 인해 프레임 사이에도 틈이 발생할 수 있다. 그리고 이러한 틈으로 모래 등의 이물질이 유입될 경우, 태양광 패널이 쉽게 파손될 수 있다.
이에 본 발명의 일실시예는 프레임당 하나의 태양광 패널을 배치하고, 서로 접촉하는 프레임의 측면에 탄성체를 배치함으로써, 태양광 패널과 프레임 사이, 프레임 사이에 틈이, 발생하지 않도록 한다. 태양광 패널이 수축하더라도, 프레임에 태양광 패널의 수축 방향으로 탄성력이 인가되어 프레임과 태양광 패널 사이의 틈이 발생하지 않으며, 탄성체의 탄성력에 의해 프레임 사이에도 틈이 발생하지 않는다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 도로용 에너지 하베스팅 장치의 제1프레임(620)은, 제2프레임에 삽입된 제2태양광 패널과의 전기적 연결을 위한 커넥터를 더 포함할 수 있으며, 커넥터를 통해 다수의 태양광 패널이 직렬 또는 병렬 형태로 연결될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 압전 에너지 하베스터;
    상기 압전 에너지 하베스터 상에 배치되어 차량에 의한 압력을 상기 압전 에너지 하베스터로 제공하며, 복수의 삽입 공간이 마련되는 차량 지지부; 및
    상기 삽입 공간에 삽입되는 태양광 패널을 포함하며,
    상기 차량 지지부는
    상기 압전 에너지 하베스터 상에 배치되는 하부 패널; 및
    상기 하부 패널 상에 배치되어 외부로 노출되며, 미리 설정된 간격만큼 이격되어 상기 삽입 공간을 형성하는 격벽을 포함하며,
    상기 격벽은
    가로로 배치되며 서로 제1간격만큼 이격되어 배치되는 제1격벽; 및
    세로로 배치되며 서로 제2간격만큼 이격되어 배치되는 제2격벽을 포함하며,
    상기 제1격벽은, 상기 차량의 주행 방향에 평행하게 배치되며,
    상기 제1간격은, 상기 제2간격보다 넓은 간격인
    도로용 에너지 하베스팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 패널 상에 배치되는 제1보호 패널
    을 더 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 태양광 패널 및 상기 제1보호 패널의 두께의 합은
    상기 격벽의 높이와 동일하거나 상기 격벽의 높이보다 작은
    도로용 에너지 하베스팅 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 패널은
    상기 삽입 공간의 대응되는 위치에 형성된 관통홀을 포함하는
    도로용 에너지 하베스팅 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 태양광 패널 상에 배치되는 제1보호 패널; 및
    상기 태양광 패널과 상기 관통홀 사이에 배치되는 제2보호 패널
    을 더 포함하는 도로용 에너지 하베스팅 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 태양광 패널, 상기 제1 및 제2보호 패널의 두께의 합은
    상기 격벽의 높이와 동일하거나 상기 격벽의 높이보다 작은
    도로용 에너지 하베스팅 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽은
    육각형의 삽입 공간을 형성하는 벌집 구조의 격벽인
    도로용 에너지 하베스팅 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽의 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함하며,
    상기 격벽의 열전도율은
    상기 하부 패널의 열전도율보다 높은
    도로용 에너지 하베스팅 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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