KR200408109Y1 - 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터 - Google Patents

태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터 Download PDF

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Abstract

본 고안은 옥외용 엘리베이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터에 관한 것이다.
본 고안에 따른 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터는, 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도를 유지하며 설치되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지 어레이와; 상기 태양전지 어레이로부터 생산된 전기에너지를 안정된 출력전압으로 공급하기 위한 전압조정기(Voltage Regulator)와; 상기 전압조정기로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하는 인버터와; 상기 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력을 상기 인버터로부터 출력되는 인버터 출력과 상용 계통에서 공급되는 전력을 함께 이용하는 전원장치;를 포함하여 이루어진다.
태양전지, 솔라 셀 모듈, 태양전지 어레이, 인버터

Description

태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터{Outdoor Elevator on Which Solar Cell Array is Equipped}
도 1은 본 고안에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 도시한 것이고,
도 2는 본 고안의 제1 실시예에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터의 구동전력을 얻기 위한 구성 및 동작을 설명하기 위해 도시한 것이며,
도 3은 본 고안의 제2 실시예에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터의 구동전력을 얻기 위한 구성 및 동작을 설명하기 위해 도시한 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110, 210, 310; 태양전지 어레이 111, 211, 311; 승강기
220; 전압조정기 320; 충방전조정기
230, 330; 인버터 240, 340; 상용 계통
250, 350; 전원 장치 360; 축전지
본 고안은 옥외용 엘리베이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터에 관한 것이다.
엘리베이터는 승객을 이동시키는 카와 이를 제어하는 제어반, 그리고 카를 주행시키는 구동부 및 기타 제어장치로 구성된다.
엘리베이터 시스템에서 전원장치는 크게 엘리베이터 구동전원, 상용전원 및 배터리등으로 구성된다.
엘리베이터 구동전원은 엘리베이터를 구동하는데 사용되는 전원으로 모터 구동과 기타 제어장치에 전원으로 공급된다.
그러나, 일반적으로 엘리베이터가 사용하는 전력의 양이 많고 상용전원 사용으로 인해 발생되는 사용자의 전기사용료 부담이 커지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 구동전원 중에서 기타 제어장치에 이용되는 전원을 태양전지를 이용하여 구동전원을 분배한 기술이 한국특허공개 10-2001-0026030호로 개시되어 있다.
그러나, 한국특허공개 10-2001-0026030은 엘리베이터의 구동전원 중 가장 많은 전력을 사용하는 모터 구동을 태양전지를 이용하지 못하고 있다는 문제와, 또한 한국특허공개 10-2001-0026030은 옥내용 엘리베이터를 한정하고 있어 태양전지 어레이를 별도의 옥상 등의 공간에 설치해야 하므로 설치비용 및 공간 확보 등의 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 엘리베이터의 구동전원을 태양전지로부터 확보된 에너지 및 상용 계통으로부터 얻은 전력을 함께 이용할 수 있는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 제공하는 데 있다.
본 고안의 다른 목적은, 태양전지로부터 확보된 에너지를 축전기에 축적하여 엘리베이터의 구동전원으로 이용할 수 있는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 제공하는 데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은, 태양전지 어레이 설치를 위한 별도의 설치 공간이 필요없는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 제공하는 데 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 고안에 따른 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터는, 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도를 유지하며 설치되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지 어레이와; 상기 태양전지 어레이로부터 생산된 전기에너지를 안정된 출력전압으로 공급하기 위한 전압조정기(Voltage Regulator)와; 상기 전압조정기로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하는 인버터와; 상기 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력을 상기 인버터로부터 출력되는 인버터 출력과 상용 계통에서 공급되는 전력을 함께 이용하는 전원장치;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 고안에 따른 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터는, 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도를 유지하며 설치되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지 어레이와; 상기 태양전지 어레이로부터 생산된 전기에너지를 안정된 출력전압으로 공급하며, 축전지의 충방전을 조절하는 충방전 조정기와; 상기 충방전 조정기로 출력되는 출력을 저장하는 축전지와; 상기 충방전 조정기 또는 축전지로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하는 인버터와; 상기 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력을 상기 인버터로부터 출력되는 인버터 출력를 이용하되, 비상시 상용 계통에서 공급되는 전력을 이용하는 전원장치;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 태양전지 모듈을 조합하여 형성시킨 상기 태양전지 어레이의 크기는 상기 옥외용 엘리베이터의 상단의 면적 보다 같거나 작은 크기를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터(100)는 태양전지 어레이(110), 승강기(111) 및 구동부(112)를 포함하여 이루어진다.
태양전지 어레이(110)는, 광기전력효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체소자로 이루어진 솔라 셀(Solar Cell, 태양전지)를 직, 병렬 연 결하여 일정한 용량의 출력을 얻을 수 있도록 가공한 솔라 셀 모듈(Solar Cell Module)을 조합한 것이다.
여기서, 태양전지는 Si(실리콘) 태양전지를 이용한다.
일반적으로 태양전지의 에너지 변환효율은 16% 정도로서, 크기 15cm 각의 Si 태양전지로부터 약 3.6W의 출력(전압 0.5V, 전류 7.2A)이 얻어진다.
옥외용 엘리베이터(100)의 상부의 면적은 대략 가로 및 세로 3m 정도가 된다.
솔라 셀 모듈은 태양전지를 36매 직렬로 접속하여 동작전압을 18V까지 높인 모듈을 사용하게 되는데, 이는 90cm×90cm(가로×세로) 정도의 크기를 갖는다.
따라서, 태양전지 어레이(110)는 솔라 셀 모듈을 9 내지 16매 직렬로 연결한 크기(가로 및 세로 2.7m 내지 3.6m)로 만드는 것이 가능하며, 이때 전압은 162V 내지 288V 정도이고, 전류 7.2 A이므로 출력은 대략 1.17kW 내지 2.07kW 정도를 얻는 것이 가능하다.
이상에서는 일반적인 태양전지의 사용시 이용할 수 있는 태양전지 어레이(110)의 구성을 설명한 것이며, 태양전지의 종류 또는 옥외용 엘리베이터(100)의 실제 크기 등에 따라 다소 차이가 있음은 당연하다.
태양전지 어레이(110)는 일반적으로, 옥상의 일정한 공간이나 경사진 주택 지붕에 설치되며, 설치에 필요한 지지대등의 부대 설비가 필요하게 된다.
그러나, 본 고안에 따른 옥외용 엘리베이터는 별도의 태양전지 어레이(110)를 설치할 공간이 필요없으며, 옥외용 엘리베이터의 상단에 직접 설치하는 것이 가 능하여 공간 이나 비용면에서 상당한 잇점이 있게 된다.
또한, 옥외용 엘리베이터 제작시 태양전지 어레이(110)를 일 부품화하여 일체로 동일 공정에서 생산이 가능하므로 설치에 따른 비용이 감소되고, 제작상의 용이성도 충분한 강점을 가질 수 있다.
또한, 태양전지 어레이(110)를 옥외용 엘리베이터 상단의 면적과 동일하거나 작게 제작하여 태양전지 어레이(110)가 차지하는 공간 문제도 해결할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 태양전지를 이용한 옥외용 엘리베이터의 구성 및 동작을 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안의 제1 실시예에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터의 구동전력을 얻기 위한 구성 및 동작을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 구동전력을 얻는 장치는 태양전지 어레이(210), 전압조정기(Voltage Regulator, 220), 인버터(230), 상용 계통(240), 구동전원(250) 및 승강기(211)를 포함하여 이루어진다.
태양전지 어레이(210)는 솔라 셀 모듈로 이루어지며, 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도(일사량을 가장 많이 흡수할 수 있는 35도 정도의 각도)를 유지하며 설치된다.
이 때, 소정의 각도는 태양에너지를 가장 잘 흡수할 수 있는 각도를 의미하며, 한편으론 태양열 추적장치가 더 부착되어질 수 있음은 당연하다.
이에 따라, 태양전지 어레이(210)는 태양으로부터 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 역할을 담당한다.
전압조정기(220)는 태양전지 어레이(210)로부터 얻어진 전기에너지를 부하의 변동에 관계없이 안정된 출력전압을 공급하기 위한 장치이다.
인버터(230)는 전압조정기(220)로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하여 옥외용 엘리베이터의 전원장치에 공급하는 장치이다.
상용 계통(240)은 한국전력공사로부터 공급을 받는 전원으로서, 보통 220V 단상 또는 380V 3상의 전원을 공급받는다.
이와 같은 구성에 의해, 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력은 태양전지 어레이(210)를 통해 얻어진 전기에너지를 인버터(230)에 의해 필요한 AC 전원으로 변환하여 이용하게 된다.
여기서, 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력이 태양전지 어레이(210)로부터 얻은 출력보다 큰 경우, 그 부족분 만큼의 전력은 상용 계통(240)으로부터 공급을 받는다.
이렇게 함으로써, 옥외용 엘리베이터 구동에 필요한 전력을 무한한 태양에너지로부터 얻고 나머지 부족분만 상용 계통으로부터 받게 되므로 전력 소비량을 줄이는 것이 가능하게 된다.
본 고안의 제1 실시예 형태는 축전기가 필요없기 때문에, 고가의 축적설비비가 줄어들며, 축전지의 충방전에 따른 손실이 없고 효율이 개선되는 장점을 가진다.
일반적으로, 이러한 시스템을 계통연계형 시스템이라 하는데, 태양전지 모듈과 인버터를 직접 연결함으로써 태양전지 모듈로부터 발생되는 직류전원과 상용 계 통선의 교류전원을 균형 있게 유지하여 AC부하에 전력을 공급하는 시스템이다.
이 시스템에 적용되는 장치는 PCS(Power Conditioning System)으로서, PCS는 태양전지 어레이로부터 발전된 직류전력을 교류로 변환하는 장치로서, 계통연계형 시스템에서는 상용 계통과 병렬로 연결되며, DC/DC 컨버터, 인버터, 제어기등으로 구성된다. 이러한 계통연계형 시스템은 이미 공지된 기술로서, 여기에서는 상세한 기술적 구현 부분은 생략하기로 한다.
도 3은 본 고안의 제2 실시예에 따른 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터의 구동전력을 얻기 위한 구성 및 동작을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 구동전력을 얻는 장치는 태양전지 어레이(310), 충방전조정기(320), 인버터(330), 상용 계통(340), 구동전원(350), 축전지(360) 및 승강기(311)를 포함하여 이루어진다.
태양전지 어레이(310)는 솔라 셀 모듈로 이루어지며, 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도를 유지하며 설치되도록 하고, 태양으로부터 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 역할을 담당한다.
충방전조정기(320)는 태양전지 어레이(210)로부터 얻어진 전기에너지를 부하의 변동에 관계없이 안정된 출력전압을 공급하고, 축전지(360)에 충방전을 조절하는 장치이다.
인버터(330)는 충방전조정기(320)로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하여 옥외용 엘리베이터의 전원장치(350)에 공급하는 장치이다.
상용 계통(340)은 한국전력공사로부터 공급을 받는 전원으로서, 보통 220V 단상 또는 380V 3상의 전원을 공급받는다.
축전지(360)는 태양전지 어레이(310)로부터 얻은 전력을 충전하고, 부하에서 이용하고자 할 때, 인버터(330)로 다시 공급한다.
이와 같은 구성에 의해, 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력은 태양전지 어레이(210)를 통해 얻어진 전기에너지를 인버터(230)에 의해 필요한 AC 전원으로 변환하여 이용하게 된다.
또한, 태양전지 어레이(310)로부터 얻은 전력을 저장한 축전지(360)로부터 필요한 전력을 공급받아 엘리베이터를 구동할 수 있다.
여기서, 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력이 태양전지 어레이(310)로부터 얻은 출력보다 큰 경우, 그 부족분 만큼의 전력은 상용 계통(340)으로부터 공급을 받는다.
반대로, 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력이 태양전지 어레이(310)로부터 얻은 출력보다 작은 경우, 그 잉여분 만큼의 전력은 축전지(360)에 저장해 둘 수 있다.
이렇게 함으로써, 옥외용 엘리베이터 구동에 필요한 전력을 무한한 태양에너지로부터 얻고 나머지 부족분만 상용 계통으로부터 받을 수 있으며, 반대로 잉여분은 축전지를 이용해 저장해 둘 수 있게 되므로 전력 소비량을 줄이는 것이 가능하게 된다.
본 고안의 기술 사상은 상술한 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상술한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의 하여야 한다.
또한, 본 고안의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 고안의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 따라서, 그러한 다양한 실시예 또는 변형예들은 본 고안의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
상술한 본 고안의 구성에 따르면, 엘리베이터의 구동전원을 태양전지로부터 확보된 에너지 및 상용 계통으로부터 얻은 전력을 함께 이용할 수 있는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 태양전지로부터 확보된 에너지를 축전기에 축적하여 엘리베이터의 구동전원으로 이용할 수 있는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 태양전지 어레이 설치를 위한 별도의 설치 공간이 필요없는 태양전지가 장착된 옥외용 엘리베이터를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도를 유지하며 설치되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지 어레이와;
    상기 태양전지 어레이로부터 생산된 전기에너지를 안정된 출력전압으로 공급하기 위한 전압조정기(Voltage Regulator)와;
    상기 전압조정기로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하여 AC전원을 공급하며, 상용 계통과 병렬로 연결되는 인버터와;
    상기 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력을 상기 인버터로부터 출력되는 인버터 출력과 상용 계통에서 공급되는 전력을 함께 이용하는 계통연계형 전원장치;를 포함하는, 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터.
  2. 옥외용 엘리베이터 상단에 소정의 각도를 유지하며 설치되고, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지 어레이와;
    상기 태양전지 어레이로부터 생산된 전기에너지를 안정된 출력전압으로 공급하며, 축전지의 충방전을 조절하는 충방전 조정기와;
    상기 충방전 조정기로 출력되는 출력을 저장하는 축전지와;
    상기 충방전 조정기 또는 축전지로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하여 AC전원을 공급하며, 상용 계통과 병렬로 연결되는 인버터와;
    상기 옥외용 엘리베이터의 구동에 필요한 전력을 상기 인버터로부터 출력되 는 인버터 출력를 이용하되, 비상시 상용 계통에서 공급되는 전력을 이용하는 계통연계형 전원장치;를 포함하는, 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    태양전지 모듈을 조합하여 형성시킨 상기 태양전지 어레이의 크기는 상기 옥외용 엘리베이터의 상단의 면적 보다 같거나 작은, 태양전지 어레이가 장착된 옥외용 엘리베이터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860725B1 (ko) * 2008-01-31 2008-09-29 주식회사 쏠라파워 비상 탈출용 엘리베이터

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