KR102538300B1

KR102538300B1 - 태양광 가로등 시스템

Info

Publication number: KR102538300B1
Application number: KR1020220162410A
Authority: KR
Inventors: 이기근
Original assignee: 주식회사 태양광솔루션
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-05-31

Abstract

본 발명은 독립형 태양광 가로등을 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 태양광패널에서 발전되어 메인배터리에 저장된 전력만으로 가로등을 작동하는 메인배터리가 과도한 충전 및 방전으로 인하여 수명이 저하되는 것을 방지하기 위해, 상기 메인배터리가 아닌 배터리상태확인및관리부의 보조배터리를 이용하여 상기 메인배터리의 잔류 전압을 확인할 수 있도록 작동함으로써, 태양광에 의한 발전을 할 수 없게 되어 메인배터리가 저전압인 경우 메인배터리의 전력 사용을 차단하고, 메인배터리의 충전시 온도를 감지하여 충전이 중지되도록 하여 가로등의 엘이디조명을 작동하는 메인배터리를 보호할 수 있는 태양광 가로등 시스템에 관한 것이다.

Description

태양광 가로등 시스템{Solar street light system}

본 발명은 독립형 태양광 가로등을 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 태양광패널에서 발전되어 메인배터리에 저장된 전력만으로 가로등을 작동하는 메인배터리가 과도한 충전 및 방전으로 인하여 수명이 저하되는 것을 방지하기 위해, 상기 메인배터리가 아닌 배터리상태확인및관리부의 보조배터리를 이용하여 상기 메인배터리의 잔류 전압을 확인할 수 있도록 작동함으로써, 태양광에 의한 발전을 할 수 없게 되어 메인배터리가 저전압인 경우 메인배터리의 전력 사용을 완전 차단하고, 메인배터리의 충전시 온도를 감지하여 과충전으로 인한 배터리의 온도 상승시 충전이 중지되도록 하여 가로등의 엘이디조명을 작동하는 메인배터리를 보호할 수 있는 태양광 가로등 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 가로등 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광을 전기에너지로 변환하여 주는 태양광패널과, 상기 태양광패널에서 생성된 전기에너지를 안정적인 상태로 변환하는 충전장치와, 상기 충전장치로부터 변환된 전기에너지를 공급받아 전기에너지를 저장하는 배터리와, 상기 배터리에 저장된 전기에너지를 조명에너지로 사용할 수 있는 상태로 변환하는 컴버터 또는 인버터와, 상기 컴버터 또는 인버터에서 변환된 전기에너지를 이용하여 작동되는 조명등 등을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

이러한 종래의 태양광 가로등 시스템은 주간에 태양광을 태양광패널을 이용하여 DC전력을 발생시키고, 발생된 DC전력을 충전장치를 통해 배터리에 저장하여 정해진 조명등의 소비전력에 따라 소모하는 시스템으로 되어 있으나, 흐린날이나 장마철 등과 같이 태양광을 충분히 공급받지 못하는 경우 배터리에 충전된 잔량이 없음에도 불구하고 장기간 조명등에 전력을 공급하여 배터리에 저장된 전력을 과도하게 소비하여 방전시켜 배터리의 수명이 단축되는 문제가 있다.

또한, 종래의 태양광 가로등 시스템은 흐린날 또는 장마철 등 태양광을 충분히 공급받지 못하는 경우에도 배터리의 전력을 사용하는 제어부를 통해 주기적으로 배터리의 잔량을 감지하여 확인하고, 충전장치 등과 같은 다른 구성들을 대기상태로 유지하기 위해 배터리의 전력이 지속적으로 사용되므로 배터리가 저전압 상태가 되어 배터리의 수명이 단축되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 태양광 가로등 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리의 전압이 기설정된 전압 미만인 경우 상기 배터리를 저전압 상태로 판단하여 상기 배터리의 전압이 조명등에 사용되는 것을 저전압 보호장치(LVD;Low Voltage Disconnect)를 이용하여 방지하고 있으나, 상기 저전압 보호장치 또한 배터리의 전압을 이용하기 때문에 태양광의 공급이 장시간 이루어지지 않는 상태에서 주기적으로 배터리의 전력량을 확인할 때 배터리의 전력이 지속적으로 사용되므로 배터리의 과도한 방전에 의해 수명이 단축되는 것을 해결하기 어려운 문제가 있다.

또한, 저전압 보호장치를 이용하는 종래의 태양광 가로등 시스템은 배터리의 저전압이 확인되어 배터리의 전압을 확인할 때를 제외한 다른 상태에서 상기 저전압 보호장치 또한 작동이 중지된다고 하여도, 주기적으로 상기 저전압 보호장치가 작동되는 순간 중간 구간의 전압으로 인하여 전력의 떨림현상이 발생되고, 상기 떨림현상에 의해 태양광 가로등 시스템을 구성하는 장치들의 파손이 발생될 수 있는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0069015호(2017.06.20.공개) 대한민국 등록특허 제10-1838034호(2018.03.14.등록)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 태양광 가로등 시스템은 조명등에 전력을 공급하는 메인배터리의 전력을 충전장치, 제어부 및 저전력 보호장치 등에 사용하므로 흐린날 또는 장마철 등과 같은 태양광을 태양광패널에 충분히 공급받지 못할 때, 상기 메인배터리의 전력 사용에 의한 과도한 방전으로 메인배터리의 수명이 단축되는 문제점이 발생하는 바,

가로등의 엘이디조명에 공급하는 메인배터리의 전력을 제어하는데 별도의 베터리상태확인및관리부의 보조배터리를 사용함으로써, 상기 메인배터리의 저전압시 과도한 방전에 의한 메인배터리의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있고, 또한 메인배터리의 온도를 감지하여 과도한 충전에 의한 떨림 등으로 수명이 단축되는 것을 방지하여 메인배터리를 보호할 수 있는 태양광 가로등 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 태양광으로 발전하여 전력을 생성하는 태양광패널(10);과 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 저장되는 메인배터리(20);와 상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 메인배터리(20)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 변환하는 제1충전장치(30);와 상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되는 엘이디조명(40); 및 상기 메인배터리(20)의 전력을 상기 제1충전장치(30)와 엘이디조명(40)에 공급될 수 있도록 제어하고, 상기 메인배터리(20)의 전압을 기설정된 일정시간마다 확인하며, 상기 메인배터리(20)의 전압이 저전압일 때 상기 메인배터리(20)의 전력이 사용되지 못하도록 차단하는 배터리상태확인및관리부(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등 시스템을 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 배터리상태확인및관리부(50)는 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 저장되는 보조배터리(52);와 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 보조배터리(52)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 변환하는 제2충전장치(54); 및 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되고, 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)를 제어하는 제어부(56);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부(56)는 기설정된 전력량까지 상기 메인배터리(20)가 충전되도록 한 후 기설정된 전력량까지 상기 보조배터리(52)가 충전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부(56)는 상기 메인배터리(20)가 저전압이 지속적으로 유지되는 경우 상기 태양광패널(10)의 작동시 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되어 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 배터리상태확인및관리부(50)는 상기 메인배터리(20)의 온도를 감지하는 온도센서(58);를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(56)는 상기 온도센서(58)를 통해 상기 메인배터리(20)의 충전시 기설정된 온도 이상으로 상기 메인배터리(20)의 온도가 상승되면 충전이 중지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부(56)는 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 70% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 100%로 점등시키고, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 70% 미만 50% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 50%로 점등시키며, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 50% 미만 30% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 30%로 점등시키고, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 30% 미만 20% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 10%로 점등시키며, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 20% 미만인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 태양광 가로등 시스템은 배터리상태확인및관리부를 통해 메인배터리의 전압을 측정하여 상기 메인배터리의 전압이 저전압인 경우 상기 메인배터리의 전력이 엘이디조명에 공급되는 것을 차단하여 상기 메인배터리가 과도한 방전에 의해 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 메인배터리에 저장된 전력량에 따라 엘이디조명의 밝기를 조절하여 점등되도록 함으로써, 메인배터리가 급작스럽게 방전되는 것을 방지하고, 저전압시 엘이디조명의 작동을 중지함으로써, 과도한 방전으로 인해 메인배터리의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 배터리상태확인및관리부를 통해 메인배터리의 전압을 측정할 때, 상기 메인배터리의 전력이 아닌 별도의 보조배터리의 전력을 이용함으로써, 태양광에 의한 발전이 이루어지지 않을 때, 메인배터리의 과도한 방전이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 태양광 발전에 의한 전기에너지가 메인배터리의 만충 이후에 보조배터리에 저장됨에 따라 상기 보조배터리의 전력을 충분히 확보할 수 있고, 배터리상태확인및관리부가 기설정된 시간 즉, 주기적으로 메인배터리의 전압을 확인하도록 함으로써, 상기 보조배터리의 전력 사용이 최소화되어 상기 보조배터리의 사용기간을 증대시킬 수 있어 메인배터리의 제어를 원활하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 배터리상태확인및관리부가 기설정된 시간 즉, 주기적으로 메인배터리의 전압을 확인할 때, 보조배터리의 전력을 이용하므로, 전력의 떨림현상에 의한 다른 구성들의 파손을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 온도센서를 통해 메인배터리의 온도를 감지하여 상기 메인배터리가 과도하게 충전되는 것을 방지함으로써, 과도한 충전에 의해 메인배터리의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 태양광 가로등 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 2는 종래의 LVD가 설치된 태양광 가로등 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 태양광 가로등 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 잔량에 따른 엘이디조명의 제어를 나타낸 순서도.

본 발명은 외부의 전력을 사용하지 않고, 태양광 발전에 의해서 생성된 전력으로만 작동되는 독립형 태양광 가로등을 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 태양광에 의해 태양광패널(10)에서 발전하여 저장된 메인배터리(20)의 전력만을 사용하여 가로등을 작동하는데, 메인배터리(20)의 과도한 방전으로 인해 수명이 저하되는 것을 방지하기 위해, 상기 메인배터리(20)가 아닌 별도의 보조배터리 즉, 배터리상태확인및관리부(50)의 보조배터리(52)를 이용하여 작동하는 것으로서, 상기 메인배터리(20)의 전압을 확인할 수 있도록 작동되는 배터리상태확인및관리부(50)를 통해 태양광에 의한 발전이 이루어지지 않아 상기 메인배터리(20)가 저전압인 경우, 상기 메인배터리(20)의 전력을 차단하고, 상기 메인배터리(20)의 충전시 상기 메인배터리(20)의 온도를 감지하여 기설정된 온도 이상이 감지될 경우 충전이 중지되도록 함으로써, 가로등의 엘이디조명(40)에 전력을 공급하는 메인배터리(20)를 보호할 수 있는 태양광 가로등 시스템에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 태양광 가로등 시스템은 태양광으로 발전하여 전력을 생성하는 태양광패널(10);과 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 저장되는 메인배터리(20);와 상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 메인배터리(20)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 변환하는 제1충전장치(30);와 상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되는 엘이디조명(40); 및 상기 메인배터리(20)의 전력을 상기 제1충전장치(30)와 엘이디조명(40)에 공급될 수 있도록 제어하고, 상기 메인배터리(20)의 전압을 기설정된 일정시간마다 확인하며, 상기 메인배터리(20)의 전압이 상기 엘이디조명(40)을 작동시키기 위한 충분한 전압이 아닌 저전압이라고 확인되는 경우 상기 메인배터리(20)의 전력이 사용되지 못하도록 차단하는 배터리상태확인및관리부(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제어부(56)는 상기 메인배터리(20)가 저전압이 지속적으로 유지되는 경우 상기 태양광패널(10)의 작동시 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되어 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54), 바이멘탈 온도센서(58), 레칭릴레이를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 배터리상태확인및관리부(50)는 상기 메인배터리(20)의 온도를 감지하는 온도센서(58);를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(56)는 상기 바이메틸 온도센서(58)를 통해 상기 메인배터리(20)의 충전시 기설정된 온도 이상으로 상기 메인배터리(20)의 온도가 상승되면 충전이 중지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 주요 구성요소인 태양광패널(10)은 태양광 모듈이라고도 불리우며, 입사되는 태양광에 의해 발전하여 전력을 생성하는 것으로, 입사되는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환한다.

본 발명의 주요 구성요소인 메인배터리(20)는 상기 태양광패널(10)에서 발전되어 생성된 전기에너지 즉, 전력이 저장되어 충전되고, 충전된 전력을 컴버터 또는 인버터를 통해 부하로 공급한다.

상기 컴버터 또는 인버터는 상기 메인배터리(20)에서 방전되는 전력 또는 태양광패널(10)에서 발전되어 생성된 전력을 변환하여 부하로 공급한다.

이때, 상기 부하는 이후에 자세히 설명될 제1충전장치(30), 제2충전장치(54), 엘이디조명(40), 배터리상태확인및관리부(50) 등 가로등 시스템에서 전력을 소비하도록 포함되는 구성이다.

본 발명의 주요 구성요소인 제1충전장치(30)는 상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 메인배터리(20)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 적합하게 변환하는 것으로, 상기 메인배터리(20)가 만충된 경우에는 태양광패널(10)에서 발전되어 생성된 전력의 공급이 중단되도록 하여 상기 메인배터리(20)가 과도하게 충전되는 것을 방지한다.

이러한 본 발명의 제1충전장치(30)는 MPPT(Maximum power pint tracking) 방식으로 메인배터리(20)를 충전시키는 장치로서, 주변 조건이 변함에 따라 어떠한 환경에서 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 최대화하여 충전효율을 극대화시킬 수 있다.

본 발명의 주요 구성요소인 가로등의 엘이디조명(40)은 이후에 자세히 설명될 배터리상태확인및관리부(50)의 제어부(56)에 의해 상기 메인배터리(20)에 충전된 전력을 공급받아 작동되는 것으로, 상기 제어부(56)에 의해 상기 메인배터리(20)에 충전된 전력량에 따라 밝기가 단계별로 점등 및 소등된다.

본 발명의 주요 구성요소인 배터리상태확인및관리부(BSCS;Battery Status Check System)(50)는 상기 메인배터리(20)의 전력을 상기 제1충전장치(30)와 엘이디조명(40) 및 컴버터 또는 인버터에 공급될 수 있도록 제어하고, 상기 메인배터리(20)의 전압을 기설정된 일정시간마다 확인하며, 상기 메인배터리(20)의 전압이 상기 엘이디조명(40)을 작동시키기 위한 충분한 전압이 아닌 저전압이라고 확인되는 경우 상기 메인배터리(20)의 전력이 사용되지 못하도록 상기 메인배터리(20)의 전력을 차단한다.

구체적으로, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50)는 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 저장되는 보조배터리(52)와, 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 보조배터리(52)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 변환하는 제2충전장치(54) 및 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되고, 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)를 제어하는 제어부(56)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50)는 평상시 메인배터리(20)의 전력이 아닌 별도의 배터리 즉, 보조배터리(52)의 전력을 이용하여 작동되므로 상기 메인배터리(20)의 저전압시 상기 메인배터리(20)의 전력이 다른 부하로 공급되는 것이 차단된 후 상기 메인배터리(20)가 더이상 방전되는 것을 방지하여 상기 메인배터리(20)의 과도한 방전에 의한 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 실현케 한다.

상기 보조배터리(52)는 앞서 설명된 메인배터리(20)와 마찬가지로 상기 태양광패널(10)에서 발전되어 생성된 전기에너지 즉, 전력이 저장되어 충전되는 것으로, 충전된 전력이 제2충전장치(54)와 제어부(56)에 공급되어 본 발명의 태양광 가로등 시스템이 제어될 수 있도록 한다.

이때, 본 발명의 보조배터리(52)는 상기 메인배터리(20)와 다르게 제어를 위한 전력만을 공급하므로 상기 메인배터리(20)보다 사용기간이 길고, 상기 메인배터리(20)의 충전시 상기 제2충전장치(54)를 통해 함께 충전되므로 저전압 상태가 되기 어려워 수명이 단축되는 것이 최소화되므로 별도의 저전압 보호장치가 필요하지 않다.

상기와 연관하여, 상기 제어부(56)는 상기 제2충전장치(54)를 통해 상기 보조배터리(52)에 전력이 저장되어 충전되도록 하되, 상기 태양광패널(10)에서 생성되는 전력 중 약 5~10%의 전력으로도 충분히 상기 보조배터리(52)가 만충될 수 있으므로 상기 메인배터리(20)를 충전하기 위한 태양광패널(10)에서 생성되는 전력은 충분하며, 상기 약 5~10%의 전력은 상기 태양광패널(10)에서 생성되는 잉여 전력에 해당된다고 할 수 있다.

즉, 상기 제어부(56)는 기설정된 전력량까지 상기 메인배터리(20)가 충전되도록 한 후 기설정된 전력량까지 상기 보조배터리(52)가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 미미한 경우 상기 제2충전장치(54)를 통한 보조배터리(52)의 충전이 이루어지지 않고, 메인배터리(20)의 충전만 이루어지도록 제어함으로써, 상기 메인배터리(20)의 사용효율을 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 상기 제어부(56)는 상기 보조배터리(52)가 만충되면 상기 태양광패널(10)에서 발전되어 생성된 전력의 공급이 상기 제2충전장치(54)에 중단되도록 하여 상기 보조배터리(52)가 과도하게 충전되는 것을 방지한다.

상기 제2충전장치(54)는 앞서 설명된 제1충전장치(30)와 마찬가지로 MPPT 방식의 충전기일 수 있으나, 상기 제1충전장치(30)보다 적은 전력을 운용하므로, DC-DC 충전기로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 연관하여, 상기 제어부(56)는 흐린날씨 또는 장마철 또는 겨울철과 같이 태양광패널(10)에 의한 전력 생산이 낮아 상기 메인배터리(20)가 저전압으로 지속적으로 유지되는 경우 상기 태양광패널(10)의 작동시 상기 보조배터리(52)의전력으로 작동되어 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)를 제어하는 것을 특징으로 하는데, 이는 저전압의 메인배터리(20)의 전력이 더이상 다른 부하에 사용되지 않도록 함으로써, 과도한 방전에 의한 메인배터리(20)의 수명이 단축되는 것을 방지한다.

부가하여 설명하면, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50) 즉, 상기 제어부(56)는 메인배터리(20)의 전력이 아닌 보조배터리(52)의 전력을 사용하여 상기 메인배터리(20)를 부하와 차단하여 과도한 방전을 방지함과 동시에 상기 메인배터리(20)가 방전에 의해 저전압 상태일 때, 기설정된 일정시간마다 상기 메인배터리(20)의 전력량을 확인하는데, 이는 다시 말하면 상기 제어부(56)는 상기 메인배터리(20)가 저전압 상태일 때, 상기 메인배터리(20)의 전력량을 확인할 때, 메인배터리(20)가 아닌 보조배터리(52)의 전력을 사용하고 있으므로 종래의 저전압 보호장치의 온오프시 발생되는 전력의 떨림현상이 방지되어 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)가 상기 떨림현상에 의해 파손되는 것을 최소화할 수 있다.

아울러, 상기 기설정된 일정시간은 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50) 즉, 상기 제어부(56)가 상기 보조배터리(52)의 전력을 지속적으로 사용하는 것이 아닌 일정시간마다 상기 보조배터리(52)의 전력을 사용하여 메인배터리(20)의 전력량을 확인하고 태양광패널(10)에 의해 생성되는 전력량을 확인할 수 있도록 하는 기설정된 시간으로 작업자에 의해 다양하게 설정될 수 있고, 이에 따라 상기 보조배터리(52)의 사용 전력을 최소화하여 상기 보조배터리(52)의 사용기간을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50)는 상기 메인배터리(20)의 온도를 감지하는 온도센서(58)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(56)는 상기 온도센서(58)를 통해 상기 메인배터리(20)의 온도정보를 전달받아 상기 메인배터리(20)의 충전시 기설정된 온도 이상으로 상기 메인배터리(20)의 온도가 상승되면 충전이 중지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도센서(58)는 바이메탈 온도센서로 이루어지는 것으로, 상기 메인배터리(20)의 온도를 원활하게 측정하여 감지할 수 있고, 감지된 메인배터리(20)의 현재 온도를 상기 제어부(56)에 전달하여 상기 제어부(56)를 통해 메인배터리(20)의 충전시 발생되는 과도한 열에 의해 상기 메인배터리(20)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

즉, 상기 메인배터리(20)는 충전될 때, 과도한 열이 발생될 수 있는데, 이는 만충시가 아니더라도 발생될 수 있으며, 만충전 또는 만충후 발생되는 열의 온도가 기설정된 온도 이상으로 상승되면 상기 제1충전장치(30)에 의한 충전이 이루어지지 않도록 상기 제1충전장치(30)의 작동이 제어부(56)에 의해 중지됨으로써, 상기 온도센서(58)를 통해 상기 메인배터리(20)에서 과도한 열이 발생되어 수명이 단축되는 것이 방지된다.

아울러, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50)는 레칭 릴레이를 더 포함하여 구성되는데, 상기 레칭 릴레이는 상기 메인배터리(20)의 만충 또는 저전압시 상기 메인배터리(20)와 부하와의 연결을 안정적으로 차단한다.

상기와 연관하여, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50) 즉, 상기 제어부(56)에 의해 메인배터리(20)를 보호하기 위한 작동은 먼저, 보조배터리(52)의 전력에 의해 작동되는 제어부(56)가 메인배터리(20)의 전력량을 감지하여 확인하고, 메인배터리(20)의 충전된 전력량이 기설정된 전력량 즉, 만충이 아닌 경우 상기 태양광패널(10)에서 생성되는 전력을 상기 메인배터리(20)에 충전될 수 있도록 제1충전장치(30)를 제어한다.

이때, 상기 메인배터리(20)의 전력량이 엘이디조명(40)을 작동시키지 못하는 전력량 즉, 저전압인 경우 상기 배터리상태확인및관리부(50) 즉, 상기 제어부(56)를 통해 상기 메인배터리(20)를 부하와 차단하고, 태양광패널(10)에서 생산되는 전력량이 상기 제1충전장치(30)를 작동시키고, 상기 메인배터리(20)에 충전될 수 있을 때, 상기 메인배터리(20)에 충전이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 메인배터리(20)의 방전 또는 충전시 온도센서(58)에 의해 감지된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우 상기 메인배터리(20)의 방전 또는 충전이 중단되도록 배터리상태확인및관리부(50) 즉, 상기 제어부(56)에 의해 메인배터리(20)가 부하와 차단되도록 제어되고, 감지된 온도가 기설정된 온도 미만인 경우 상기 메인배터리(20)의 방전 또는 충전이 상기 제어부(56)에 의해 제어되어 진행된다.

아울러, 본 발명의 태양광 가로등 시스템의 제어부(56)는 태양광이 없을 때, 즉, 엘이디조명(40)이 작동되는 시간때에 상기 메인배터리(20)의 전력량에 의한 엘이디조명(40)의 밝기가 조절되도록 제어함으로써, 상기 메인배터리(20)의 과도한 방전에 의한 수명이 단축되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부(56)는 메인배터리(20)에 저장될 수 있는 총전력량 정보와, 태양광패널(10)에서 생산된 전력 즉, 충전량을 확인하고, 상기 메인배터리(20)의 수명에 따른 변수를 설정하며, 확인된 메인배터리(20)의 총전력량과 수명에 따른 변수에 의한 소모비율에 따른 전력 분배를 설정한 후 상기 메인배터리(20)의 현재 전력량을 확인함으로써, 상기 메인배터리(20)의 현재 전력량에 따른 엘이디조명(40)의 밝기를 결정하여 상기 엘이디조명(40)이 작동될 수 있도록 한다.

이때, 상기 제어부(56)는 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 70% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 100%로 점등시키고, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 70% 미만 50% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 50%로 점등시키며, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 50% 미만 30% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 30%로 점등시키고, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 30% 미만 20% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 10%로 점등시키며, 상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 20% 미만인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 작동을 중지시킨다.

즉, 본 발명의 배터리상태확인및관리부(50) 즉, 상기 제어부(56)는 상기 메인배터리(20)의 충전되어 저장되어 있는 현재 전력량에 따라 엘이디조명(40)의 밝기를 조절함으로써, 상기 메인배터리(20)의 사용시간을 증대시키고, 상기 메인배터리(20)의 과도한 방전으로 인해 상기 메인배터리(20)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 태양광 가로등 시스템은 메인배터리(20)와는 별개의 보조배터리(52)를 이용하여 상기 메인배터리(20)를 제어함으로써, 상기 메인배터리(20)의 전력의 사용이 효율적으로 이루어질 수 있도록 함과 동시에 상기 메인배터리(20)가 저전압시 부하와 완전한 차단이 이루어지도록 함으로써, 상기 메인배터리(20)의 과도한 방전을 방지하여 상기 메인배터리(20)의 수명이 단축되는 것을 방지함은 물론 상기 메인배터리(20)가 저전압시 보조배터리(52)를 사용하여 상기 메인배터리(20)의 충전이 원활하게 이루어질 수 있도록 함과 동시에 태양광패널(10)에서 생산되는 잉여 전력에 의해 상기 보조배터리(52)가 충전되도록 함으로써, 보다 효율적으로 상기 메인배터리(20)의 과도한 방전으로 인한 수명 단축을 방지할 수 있는 한편, 메인배터리(20)의 온도를 감지하여 과도한 열에 의한 상기 메인배터리(20)의 수명 단축을 방지하고, 상기 메인배터리(20)의 전력량에 따른 엘이디조명(40)의 밝기를 조절하여 상기 메인배터리(20)의 전력을 효율적으로 사용함과 동시에 상기 메인배터리(20)의 갑작스런 방전에 의해 상기 메인배터리(20)의 과도한 방전이 발생되는 것을 최소화하여 상기 메인배터리(20)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10 : 태양광패널
20 : 메인배터리
30 : 제1충전장치
40 : 엘이디조명
50 : 배터리상태확인및관리부
52 : 보조배터리
54 : 제2충전장치
56 : 제어부
58 : 온도센서

Claims

태양광으로 발전하여 전력을 생성하는 태양광패널(10);과
상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 저장되는 메인배터리(20);와
상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 메인배터리(20)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 변환하는 제1충전장치(30);와
상기 메인배터리(20)의 전력으로 작동되는 엘이디조명(40); 및
상기 메인배터리(20)의 전력을 상기 제1충전장치(30)와 엘이디조명(40)에 공급될 수 있도록 제어하고, 상기 메인배터리(20)의 전압을 기설정된 일정시간마다 확인하며, 상기 메인배터리(20)의 전압이 저전압일 때 상기 메인배터리(20)의 전력이 사용되지 못하도록 차단하는 배터리상태확인및관리부(50);를 포함하고,
상기 배터리상태확인및관리부(50)는
상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 저장되는 보조배터리(52);와
상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되고, 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력이 상기 보조배터리(52)에 저장될 수 있도록 상기 태양광패널(10)에서 생성된 전력을 변환하는 제2충전장치(54); 및
상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되고, 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)를 제어하는 제어부(56);를 포함하고,
상기 제어부(56)는
상기 메인배터리(20)가 저전압이 지속적으로 유지되는 경우 상기 태양광패널(10)의 작동시 상기 보조배터리(52)의 전력으로 작동되어 상기 메인배터리(20), 제1충전장치(30), 엘이디조명(40), 보조배터리(52), 제2충전장치(54)를 제어하고,
상기 제어부(56)는
상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 70% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 100%로 점등시키고,
상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 70% 미만 50% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 50%로 점등시키며,
상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 50% 미만 30% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 30%로 점등시키고,
상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 30% 미만 20% 이상인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 밝기를 10%로 점등시키며,
상기 메인배터리(20)의 기설정된 만충의 전력량 대비 현재 전력량이 20% 미만인 경우, 상기 엘이디조명(40)의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 제어부(56)는
기설정된 전력량까지 상기 메인배터리(20)가 충전되도록 한 후 기설정된 전력량까지 상기 보조배터리(52)가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 배터리상태확인및관리부(50)는
상기 메인배터리(20)의 온도를 감지하는 온도센서(58);를 포함하여 구성되고,
상기 제어부(56)는
상기 온도센서(58)를 통해 상기 메인배터리(20)의 충전시 기설정된 온도 이상으로 상기 메인배터리(20)의 온도가 상승되면 충전이 중지되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등 시스템.
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