KR102529221B1 - 에너지 하베스팅 시스템 및 이를 이용하는 인디케이터 - Google Patents

에너지 하베스팅 시스템 및 이를 이용하는 인디케이터 Download PDF

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Abstract

에너지 하베스팅 시스템 및 이를 이용하는 인디케이터가 개시된다. 개시된 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터는 적어도 하나의 솔라셀이 포함된 에너지 하베스팅부; 상기 에너지 하베스팅부와 마주보도록 배치되고 태양광을 투과시키며, 안내 정보가 표시된 패널부; 및 상기 패널부의 측면에서 빛을 조사하는 발광부를 포함한다.

Description

에너지 하베스팅 시스템 및 이를 이용하는 인디케이터{ENERGY HARVESTING SYSTEM AND INDICATOR USING THE SAME}
본 발명은 에너지 하베스팅 시스템 및 이를 이용하는 인디케이터에 관한 것이다.
최근 에너지 하베스터의 효율이 높아지면서, 에너지 하베스터를 이용하는 다양한 어플리케이션들이 개발되고 있다. 솔라셀 이외에도 압전 소자, 열전 소자 등이 에너지 하베스터에 이용되고 있다.
이러한 에너지 하베스터들은 표지판, 자동차, 블라인드 등 다양한 곳에 활용되고 있다.
관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1150706호 및 제10-1931646호가 있다.
본 발명은 보다 높은 발전 효율을 나타내는 에너지 하베스팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 건물의 창호나 차량의 창문 등으로 활용될 수 있는 에너지 하베스팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 보다 얇고 부피가 감소된 인디케이터를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 솔라셀이 포함된 에너지 하베스팅부; 상기 에너지 하베스팅부와 마주보도록 배치되고 태양광을 투과시키며, 안내 정보가 표시된 패널부; 및 상기 패널부의 측면에서 빛을 조사하는 발광부를 포함하는 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터가 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 태양광을 투과시키며, 안내 정보가 표시된 프레임; 적어도 하나의 솔라셀이 포함되며, 상기 프레임 내부에 배치되는 에너지 하베스팅부; 및 상기 프레임 내부에서, 빛을 조사하는 발광부를 포함하는 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터가 제공된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 태양광을 투과시키는 제1패널; 태양광을 투과시키는 제2패널; 상기 제1 및 제2패널을, 미리 설정된 이격 거리만큼 이격된 상태로 고정시키는 고정 프레임; 및 상기 제1 및 제2패널 사이에 배치되며, 솔라셀을 포함하는 블라인드를 포함하는 에너지 하베스팅 시스템이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 솔라셀이 배치된 블라인드가, 실내와 실외의 경계 영역에 배치됨으로써, 에너지 하베스팅 시스템의 발전 효율이 높아질 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 에너지 하베스터를 이용하여, 외부의 전원공급 없이도 발광할 수 있는 인디케이터가 제공될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 보다 얇고 부피가 감소된 인디케이터가 제공됨으로써, 건물의 외관을 해치지 않으면서 광고 효과가 제공될 수 있으며, 강풍 등에 의한 광고판의 파손이나 추락 사고가 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터를 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 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템은 제1 및 제2패널, 고정 프레임 및 블라인드를 포함한다. 실시예에 따라서, 생산된 전력 에너지를 저장하기 위한 배터리, 블라인드 슬랫의 회전 각도를 조절하고 위치를 조절하기 위한 액츄에이터 등을 더 포함할 수 있다.
제1패널(110) 및 제2패널(120)은 태양광을 투과시키는 패널로서, 유리, 아크릴 등 태양광을 투과시킬 수 있다. 제1 및 제2패널(110, 120)은 투과율이 높으며, 다양한 색상을 가질 수 있고, 또한 블라인드(140)가 보호될 수 있도록 높은 강도를 가지는 다양한 재질로 만들어질 수 있다.
고정 프레임(130)은 제1 및 제2패널(110, 120)을 미리 설정된 이격 거리만큼 이격된 상태로 고정시키며, 제1 및 제2패널(110, 120) 사이에 블라인드(140)가 배치된다. 제1 및 제2패널(110, 120) 사이의 이격 거리는 블라인드(140)의 사이즈에 따라서 결정될 수 있다.
블라인드(140)는 솔라셀을 포함하는 에너지 하베스터이며, 일실시예로서 블라인드(140)의 슬랫(141) 각각에 솔라셀이 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템은, 블라인드(140)를 에너지 하베스터로 이용하기 때문에, 태양광의 유입량 조절이 필요한, 건물의 창호나 차량의 창문 등으로 활용될 수 있다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 시스템이 건물 외벽(160)의 창호 설치 공간에 설치되어, 창호 시스템으로 활용되는 예를 도시하고 있다.
건물의 창호로 활용될 경우, 사용자는 슬랫(141)의 회전 각도나 위치를 조절하여 태양광의 유입량을 조절하면서도, 솔라셀에서 생성된 전력 에너지를 이용할 수 있다.
특히, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 및 제2패널에 의해 에너지 하베스터인 블라인드(140)가 보호될 수 있을 뿐만 아니라, 블라인드(140)가 패널 사이에 배치됨으로써, 솔라셀의 발전 효율이 높아질 수 있다.
솔라셀의 경우, 25도(℃)에서 가장 높은 발전 효율을 나타내며 25도보다 높거나 낮을 온도에서는 발전 효율이 낮아지는데, 일반적으로 블라인드가 실내에 배치되는 것과 같이 솔라셀을 포함하는 블라인드가 실내에 설치될 경우, 실내 온도의 상승으로 인해 솔라셀의 발전 효율이 떨어질 수 있다. 하지만 본 발명의 일실시예에 따른 블라인드(140)는 건물의 외부와 실내 사이의 경계 영역에 배치되기 때문에, 건물 외부와 내부의 중간 온도 정도에서 높은 발전 효율을 제공할 수 있다.
한편, 실시예에 따라서 하베스팅되는 전력량을 높이기 위해, 에너지 하베스팅 시스템은 압전 소자(150)를 더 포함할 수 있다. 압전 소자(150)는 고정 프레임에 배치되며, 제1 또는 제2패널(110, 120)의 진동을 전력 에너지로 변환한다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 에너지 하베스팅 시스템이 건물의 창호 시스템으로 이용될 경우, 외풍에 의해 제1 및 제2패널이 흔들릴 수 있으며, 압전 소자는 이러한 제1 또는 제2패널(110, 120)의 진동을 전력 에너지로 변환할 수 있다. 일실시예로서, 고정 프레임은 건물의 외벽(160)에 설치될 수 있으며, 압전 소자(150)는 외벽과 고정 프레임 사이에 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인디케이터는 간판이나 표지판 등과 같이 필요한 정보를 대중에게 제공하는 장치로서, 프레임(210), 에너지 하베스팅부(220) 및 발광부(230)를 포함한다. 실시예에 따라서, 에너지 하베스팅부에서 생산된 전력을 저장하고, 전력량을 측정하는 배터리 시스템과, 액츄에이터 등을 더 포함할 수 있다.
프레임(210)은 태양광을 투과시키며, 프레임 내부에 배치되는 에너지 하베스팅부(220) 및 발광부(230)를 보호한다. 프레임(210)에 안내 정보가 표시되어 있으며, 안내 정보는 프린팅되거나 스티커 형태로 프레임(210)의 외부 표면에 부착될 수 있다. 안내 정보는 광고 정보 또는 운전 정보 등일 수 있으며, 프레임의 일면(211) 및 타면(212)에 안내 정보가 표시될 수 있다.
에너지 하베스팅부(220)는 프레임 내부에 배치되며, 에너지 하베스팅부(220)에는 적어도 하나의 솔라셀이 포함된다. 일실시예로서, 에너지 하베스팅부(220)는, 솔라셀(222)이 배치된 복수의 슬랫(221)을 포함할 수 있으며, 이러한 슬랫(221)은 도 1에서 설명된 블라인드의 슬랫과 같이 회전 각도 또는 위치가 조절될 수 있다. 슬랫(221) 각각은 액추에이터에 의해 회전하거나, 또는 블라인드 구조에 기반하여 회전할 수 있다.
발광부(230)는 프레임 내부에서 빛을 조사하며, 에너지 하베스팅부(220)에 의해 생성된 전력을 이용하여 빛을 조사할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 외부의 전원공급 없이도 발광할 수 있는 인디케이터가 제공될 수 있다.
일실시예로서, 에너지 하베스팅부(220)의 길이 방향(L)으로 빛을 조사하도록, 프레임(210)의 상부 또는 하부에 배치되거나 또는 프레임(220)의 측면에 배치될 수 있다. 발광부(230)가 프레임(210)의 상부, 하부, 또는 측면에 배치됨으로써, 발광부(230)에 의해 프레임의 일면(211) 및 타면(212)을 투과하는 태양광이 차단되지 않을 수 있으며, 발광부(230)에 의해 태양광이 차단되지 않는만큼 에너지 하베스팅부(220)의 발전량이 높아질 수 있다.
전술된 바와 같이, 슬랫은 회전할 수 있으며, 일실시예로서 솔라셀의 발전량에 따라 회전할 수 있다. 도 2에서 태양(290)은 프레임의 일면(211)을 향해 태양광을 비추는 위치에 있으며, 슬랫(221)의 일면에 배치된 솔라셀(222) 역시 프레임의 일면(211)을 향하고 있다. 태양(290)의 위치가 도 3과 같이 변경되어 솔라셀(222)의 발전량이 감소하면, 슬랫(221)은 180도 회전하여 도 3과 같이 일면(211)의 반대면인 프레임의 타면(212)을 향하도록 회전할 수 있다.
한편, 실시예에 따라서 안내 정보는 프레임의 일면(211) 또는 타면(212) 중 하나에 표시되어 있을 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 에너지 하베스팅부(220)는 안내 정보와 발광부(230) 사이에 배치될 수 있다. 안내 정보과 프레임의 일면(211)에 표시되어 있는 경우, 발광부(230)는 프레임(210)의 타면 쪽에 배치될 수 있다.
솔라셀의 발전량이 높은 경우는 태양의 일사량이 많은 경우이므로 발광부(230)가 점등되지 않더라고 안내 정보가 용이하게 확인될 수 있다. 따라서 발광부(230)는 태양의 일사량이 적어, 솔라셀(222)의 발전량이 제1임계값 이하인 경우에 점등되며, 이 때 발광부(230)의 빛이 안내 정보가 표시된 방향으로 진행할 수 있도록, 슬랫(221)이 회전하여 도 4에 도시된 바와 같이, 수평하게 배치될 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 인디케이터는 프레임의 상부에 결합되는 플레이트(240)와, 플레이트(240) 내부에 배치되는 무선 전력 전송 장치를 더 포함할 수 있다. 플레이트(240)는 드론 착륙 장소를 제공하며, 무선 전력 전송 장치는, 플레이트(240)에 착륙한 드론으로 전력을 전송할 수 있다.
무선 전력 전송 장치는 배터리의 충전량을 확인하여, 미리 설정된 전력 전송 조건이 만족된 경우, 드론으로 전력을 제공할 수 있다. 전력 전송 조건은, 배터리의 충전량이 미리 설정된 제2임계값 이상인 제1조건, 현재 발광부(230)로 배터리의 전력이 공급되지 않는, 즉 발광부(230)가 턴오프된 제2조건을 포함하며, 무선 전력 전송 장치는 제1 및 제2조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우 드론으로 전력을 전송할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인디케이터는 패널부(510), 에너지 하베스팅부(520) 및 발광부(530)를 포함한다.
에너지 하베스팅부(520)는 적어도 하나의 솔라셀을 포함하며, 일실시예로서 태양광 패널일 수 있다.
안내 정보가 표시된 패널부(510)는 태양광을 투과시키며, 에너지 하베스팅부(520)와 마주보도록 배치될 수 있다. 일실시예로서, 패널부(510)는 태양광 패널 상에 적층될 수 있으며, 불투명 처리된 일면 또는 타면을 포함할 수 있다.
불투명 처리에 의해 태양광의 투과율이 높아질 수 있으며, 솔라셀의 발전량이 높아질 수 있다. 불투명 처리는, 패널부(510)의 일면 또는 타면에 불규칙한 패턴을 형성하거나, 나노 입자를 코팅하는 과정 등을 통해 이루어질 수 있다.
또한 불투명 처리에 의해, 안내 정보의 전달력이 높아질 수 있다. 일반적으로 태양광 패널은 어두워, 광고 문구 등이 쉽게 전달되기 어려운데, 불투명 처리에 의해 패널부의 일면 또는 타면이 흰색으로 바뀌면 광고 문구 등이 쉽게 전달될 수 있다.
발광부(530)는 패널부(510)의 측면에서 빛을 조사한다. 발광부(530)의 빛에 의해 안내 정보의 전달력이 높아지고, 에너지 하베스팅부(520)의 발전량이 높아질 뿐만 아니라, 발광부(530)가 패널부(510)의 측면에 배치됨으로써, 패널부(510)를 투과하여 에너지 하베스팅부(520)에 도달하는 태양광이 발광부(530)에 의해 차단되지 않는만큼, 에너지 하베스팅부(220)의 발전량이 더욱 높아질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인디케이터가 광고판으로 이용될 경우, 패널부와 태양광 패널이 적층된 구조에 의해, 보다 얇고 부피가 작은 광고판이 제공될 수 있다. 따라서 이 경우, 건물의 외관을 해치지 않으면서 광고 효과가 제공될 수 있을 뿐만 아니라, 강풍 등에 의한 광고판의 파손이나 추락 사고가 감소할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 에너지 하베스팅부(520)는 제1 및 제2에너지 하베스터(521, 522)를 포함하며, 패널부(510)는 제1 및 제2패널(521, 522)을 포함할 수 있다. 이 경우, 인디케이터의 일면 뿐만 아니라 양면을 통해 안내 정보가 제공될 수 있다.
제1 및 제2에너지 하베스터(521, 522)는 솔라셀을 포함하며, 서로 마주보도록 배치된다. 그리고 제1 및 제2패널(511, 512)는 제1 및 제2에너지 하베스터(521, 522) 각각과 마주보도록 배치될 수 있다. 즉, 제2패널(512) 상에 제2에너지 하베스터(522)가 적층되고, 제2에너지 하베스터(522) 상에 적층된 제1에너지 하베스터(521) 상에 제1패널(511)이 적층될 수 있다.
이 때, 발광부(530)는 제1 및 제2에너지 하베스터(521, 522)의 발전량에 따라서, 제1 및 제2패널(511, 512) 각각으로 동일하거나 서로 다른 세기의 빛을 조사할 수 있다. 일실시예로서, 발전량이 상대적으로 적은 에너지 하베스터에 마주보는 패널로 보다 강한 세기의 빛이 조사될 수 있다. 예컨대 태양의 이동 방향에 따라서, 제1에너지 하베스터(521)의 발전량이 제2에너지 하베스터(522)의 발전량보다 많다가, 제2에너지 하베스터(522)의 발전량이 제1에너지 하베스터(521)의 발전량보다 많아지는 경우, 제1패널(511)로 조사되는 빛의 세기는 강해지고, 제2패널(512)로 조사되는 빛의 세기는 약해질 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 (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 태양광을 투과시키며, 안내 정보가 표시된 프레임;
    적어도 하나의 솔라셀이 포함되며, 상기 프레임 내부에 배치되는 에너지 하베스팅부; 및
    상기 프레임 내부에서, 빛을 조사하는 발광부를 포함하며,
    상기 에너지 하베스팅부는,
    상기 솔라셀이 배치되며, 회전 각도가 조절되는 복수의 슬랫을 포함하며,
    상기 에너지 하베스팅부는
    상기 발광부와, 상기 프레임의 일면에 표시된 안내 정보 사이에 배치되며, 상기 솔라셀의 발전량이 임계값 이하인 경우 점등되는 상기 발광부의 빛이, 상기 안내 정보가 표시된 방향으로 진행할 수 있도록 회전하는
    에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 솔라셀은, 상기 슬랫의 일면에 배치되며,
    상기 슬랫은, 상기 솔라셀의 발전량에 따라 상기 프레임의 일면을 향하거나, 상기 일면의 반대면인 상기 프레임의 타면을 향하는
    에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 태양광을 투과시키며, 안내 정보가 표시된 프레임;
    적어도 하나의 솔라셀이 포함되며, 상기 프레임 내부에 배치되는 에너지 하베스팅부;
    상기 프레임 내부에서, 상기 에너지 하베스팅부에서 생성된 전력을 이용하여 빛을 조사하는 발광부;
    상기 프레임에 결합되며 드론 착륙 장소를 제공하는 플레이트; 및
    상기 플레이트에 착륙한 드론으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송 장치를 포함하며,
    상기 무선 전력 전송 장치는
    배터리의 충전량이 제2임계값 이상인 제1조건 및 상기 발광부가 턴오프된 제2조건 중 적어도 하나가 만족된 경우, 상기 드론으로 전력을 전송하는
    에너지 하베스터를 이용하는 인디케이터.
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