KR200464786Y1 - 엘이디 전자 현수막 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 LED 전자 현수막에 풍력 발전기와 태양광 발전기가 혼합된 하이브리드 발전 시스템을 구성하여 별도의 외부 전원 없이 안정적으로 작동이 가능하고, 외부 환경에 상관없이 고효율의 친환경 에너지로 작동되는 LED 전자 현수막에 관한 고안이다.
본 고안은 지지대 및 베이스 프레임에 LED 전광판이 구성된 LED 전자 현수막에 있어서, 상기 LED 전광판과 하이브리드 발전 시스템을 연결시키되, 상기 하이브리드 발전 시스템은 배터리로 전력을 공급하는 태양광 발전기 및 풍력 발전기와, 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 발전기의 전압을 인지하는 전압 검출부와, 배터리로 인가되는 전력을 제어하는 스위치부와, 각 발전기의 발전 전압을 선별적으로 승압하는 승압 회로부와, 각 발전기의 출력 전압에 이상이 발생할 경우 스위치부를 운용 제어하는 제어부와, 풍력 발전기의 발전 전압이 기준 이하 및 이상일 경우, 발전 전압을 승압 및 감압하여 배터리로 공급하는 MPPT 회로부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 풍력 발전기와 태양광 발전기의 전력 공급량 차이에 따른 발전 시스템의 내구성 저하를 방지한 하이브리드 발전 시스템을 LED 전자 현수막에 구성하여, LED 전자 현수막이 외부 환경에 상관없이 고효율의 친환경 에너지로 작동되어 지구 온난화를 방지하는 효과가 있고, 별도의 외부전원 없이 LED 전자 현수막이 안정적으로 작동되는 효과가 있다.

Description

엘이디 전자 현수막{LED electron banner}
본 고안은 LED 전자 현수막에 관한 고안으로서, 더욱 상세하게는 LED 전자 현수막에 풍력 발전기와 태양광 발전기가 혼합된 하이브리드 발전 시스템을 구성하여 별도의 외부 전원 없이 안정적으로 작동이 가능하고, 외부 환경에 상관없이 고효율의 친환경 에너지로 작동되는 LED 전자 현수막에 관한 고안이다.
주지된 바와 같이 최근에는 종래의 현수막이나 광고판 대신에 LED 전자 현수막이 점점 보급되고 있는 추세이다.
상기한 LED 전자 현수막은 별도의 조명 시설이 없이도 주,야 관계없이 시인성이 뛰어나고, 내구성이 우수하며, 여러 대의 LED 전자 게시판을 중앙 제어부에서 무선통신으로 원격제어 할 수 있는 장점이 있으나, LED 전자 현수막의 작동을 위해 별도의 외부 전원이 구비, 공급되어야 하는 불편함이 있다.
상기한 불편함을 해소하기 위해 태양광 발전 시스템을 LED 전자 현수막에 사용하고자 하는 기술이 개시되었으나, 전원을 태양광 발전 시스템만으로 충당하기 어렵고, 충분한 전력량 확보를 위해 대규모의 태양광 패널을 설치하는 것 또한 곤란한 문제점이 있어 사용상의 어려움으로 지적되고 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 별도의 외부 전원 없이 안정적으로 작동이 가능하고, 외부 환경에 상관없이 고효율의 친환경 에너지로 작동되는 LED 전자 현수막을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 지지대 및 베이스 프레임에 LED 전광판이 구성된 LED 전자 현수막에 있어서, 상기 LED 전광판과 하이브리드 발전 시스템을 연결시키되, 상기 하이브리드 발전 시스템은 배터리로 전력을 공급하는 태양광 발전기 및 풍력 발전기와, 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 발전기의 전압을 인지하는 전압 검출부와, 배터리로 인가되는 전력을 제어하는 스위치부와, 각 발전기의 발전 전압을 선별적으로 승압하는 승압 회로부와, 각 발전기의 출력 전압에 이상이 발생할 경우 스위치부를 운용 제어하는 제어부와, 풍력 발전기의 발전 전압이 기준 이하 및 이상일 경우, 발전 전압을 승압 및 감압하여 배터리로 공급하는 MPPT 회로부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 풍력 발전기와 태양광 발전기의 전력 공급량 차이에 따른 발전 시스템의 내구성 저하를 방지한 하이브리드 발전 시스템을 LED 전자 현수막에 구성하여, LED 전자 현수막이 외부 환경에 상관없이 고효율의 친환경 에너지로 작동되어 지구 온난화를 방지하는 효과가 있다.
또한 본 고안은 자연환경에 따라 충전량이 가변되는 풍력 발전기와 태양광 발전기의 충전 효율을 높여 발전 용량을 극대화한 하이브리드 발전 시스템을 LED 전자 현수막에 구성하여, 별도의 외부전원 없이 LED 전자 현수막이 안정적으로 작동되는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 전체 구성도
도 2는 본 고안의 하이브리드 발전 시스템의 구성도
도 3은 본 고안의 하이브리드 발전 시스템의 작동 개념도
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
본 고안은 지지대(1) 및 베이스 프레임(2)에 LED 전광판(3)이 구성된 LED 전자 현수막에 있어서, 상기 LED 전광판(3)과 하이브리드 발전 시스템(10)을 연결시켜 구성된다.
상기 하이브리드 발전 시스템(10)은 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환 출력하는 풍력 발전기(11)와 태양 에너지를 전기 에너지로 변환 출력하는 태양광 발전기(12)를 포함하며, 상기 풍력 발전기(11)에서 공급되는 전력을 직류전원으로 변환하는 정류기 및 각각의 발전기(11)(12)에서 공급되는 전력을 충전하는 배터리(13)를 포함한다.
상기 배터리(13)의 일측에는 풍력 발전기(11)와 배터리(13)의 온도변화를 검출하는 온도 검출부(14)와, 상기 정류기의 출력 전압 및 태양광 발전기(12)의 출력 전압을 인지하는 전압 검출부(15)와, 상기 배터리(13)로 공급되는 전력을 단속 및 제어하는 스위치부(16)와, 상기 각 발전기(11)(12)의 발전 전압을 선별적으로 승압하는 승압 회로부(17)와, 상기 스위치부(16)를 제어하는 제어부(18)와, 풍력 발전기(11)의 발전 전압이 기준 이하 및 이상일 경우, 발전 전압을 승압 및 감압하여 배터리(13)로 공급하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 회로부(19)로 구성된다.
상기 MPPT 회로부(19)의 작용은 P＆O(Perturb and Observe) 방식으로, 예를 들어 설명하면 풍력 발전기(11)의 공급 전압이 12V 이상일 경우, 발전 전압을 12V로 고정하고 전류량을 높이고, 12V 이하일 경우에는 발전 전압을 승압하여 배터리로 공급하여 배터리(13)의 충전 효율을 상승시키는 공지된 기술이므로 상세한 작용 설명은 생략한다.
상기 제어부(18)는 전압 검출부(15)로부터 판단한 결과 각각 발전기(11)(12)의 출력 전압 중 하나에서 기준치 이상의 전압이 출력되고, 상기 온도 검출부(14)로부터 배터리(13) 과방전 상태가 인지된 경우, 각각 발전기(11)(12)의 발전 전압을 기준치 전압으로 레귤레이팅하여 충전하거나, 상기 배터리(13)가 과방전 상태가 아닐 경우에 각각 발전기(11)(12)의 발전 전압 중 높은 출력 전압을 선택하여 충전하며, 상기 각각 발전기(11)(12)의 출력 전압이 모두 기준치 이하일 경우, 어느 하나의 높은 출력 전압을 승압하여 충전하되, 상기 배터리(13)의 충전율이 낮을 경우, 나머지 하나의 출력 전압을 승압하여 충전하도록 구성되며, 원격지 또는 통신 접속이 가능한 컴퓨터를 통해 데이터를 취합, 분석, 모니터링이 가능하도록 할 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 단계별 작동 및 작용을 살펴보면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이 1단계에서 제어부(18)는 전압 검출부(15)를 통해 풍력 발전기(11) 및 태양광 발전기(12)의 출력 전압을 검출한다. 상기한 전압 검출은 저항을 이용하여 전압을 분배한 후, 제어부(18)의 AD 컨버팅을 거쳐 각각의 전압을 디지털 신호로 인지한다.
이후 2단계에서 상기 제어부(18)는 배터리(13)의 과충전 또는 과방전 상태를 검출하는데, 이는 배터리(13)의 충전에 따른 배터리의 발열 상태를 인지하는 것으로, 상기 제어부(18)는 온도 검출부(14)의 온도검출 회로를 통해 인지한다.
상기 제어부(18)는 1단계에서 판단한 두 발전기의 출력 전압을 인지한 후, 3단계에서 두 발전기 중 어느 하나 이상에서 기준치 이상의 전압이 출력되는지를 판단한다. 상기 기준치 전압은 배터리(13)를 최적 상태로 충전하기 위한 전압으로서, 제어부(18)는 상기 전압 검출부(15)를 통해 풍력 발전기(11) 및 태양광 발전기(12)의 발전 에너지 중 어느 하나 이상이 기준치 이상의 전압을 공급하는지를 판단한다.
상기 3단계에서 판단한 결과, 어느 하나 이상의 발전기에서 공급되는 전력이 기준치 이상일 경우, 4단계로 진입하여, 상기 2단계에서 판단한 결과에 기초하여 배터리(13)가 과방전 상태인지를 판단하고, 배터리(13)의 충전용량이 기준치 이하, 즉 과방전 상태가 아니라고 판단할 경우, 6단계로 진입한다.
상기 6단계로 진입하여 제어부(18)는 풍력 발전기(11) 및 태양광 발전기(12) 중 높은 출력 전압을 갖는 발전기의 공급 에너지를 선택하고, 상기한 선택은 스위치부(16)의 각 스위치를 제어함으로써 선택된다.
상기 풍력 발전기(11)의 공급 전압이 기준치를 넘을 경우, 제어부(18)는 풍력 발전기(11)의 출력 전압을 감압하도록 MPPT 회로부(19)와 접속시킨다. 상기 MPPT 회로부(19)는 풍력 발전기(11)의 출력 전압에 이상이 발생할 경우, 이를 적정 전압으로 조정하여 배터리에 충전되는 전력량이 최적 상태를 유지하도록 하는 것이다. 따라서 상기 제어부(18)는 전압 검출부(15)에서 인지되는 풍력 발전기(11)의 출력 전압을 토대로, 최적의 전압으로 전압이 조정되도록 MPPT 회로부(19)를 운영한다.
상기 3단계에서 판단한 결과, 풍력 발전기(11) 및 태양광 발전기(12)의 발전 전압이 모두 기준치 이하일 경우에는 7단계로 진입한다. 7단계에서 제어부(18)는 전압 검출부(15)의 검출 결과에 기초하여 어느 하나의 높은 전압을 선택하고, 선택된 임의의 전압 계통을 승압 회로부(17)에 인가하며, 승압된 전압은 스위치부(16)의 단속에 따라 배터리(13)로 충전된다.
상기 제어부(18)는 온도 검출부(14)를 이용하여 배터리(13)의 충전상태를 인지한다. 이는 배터리(13)의 충전량에 대응하는 발열 상태를 검출하는 것으로 8단계와 같이 제어부(18)의 판단결과, 배터리의 충전률이 기준치 이하로 판단될 경우, 9단계로 진입하여 다른 하나의 발전기에서 공급되는 전압을 승압하여 배터리(13)로 충전한다.
상기 4단계에서 배터리(13)가 과방전 상태로 판단될 경우, 5단계로 진입하는데, 5단계는 상기한 6단계와 달리 풍력 발전기(11) 및 태양광 발전기(12)의 출력 전압의 크기에 상관없이, 각각 발전기(11)(12)의 출력 전압을 정격 전압으로 레귤레이팅하여 배터리(13)로 충전한다.
최종적으로 상기 배터리(13)와 연결된 LED 전광판(3)은 배터리(3)를 전원으로 하여 작동한다.
본 고안은 LED 전자 현수막에 하이브리드 발전 시스템(10)을 구성하고, 상기 하이브리드 발전 시스템(10)에서 과다한 풍속으로 인해 풍력 발전기(11)의 과속 운행이 이루어질 경우, 제어부(18)가 풍력 발전기(11)의 과속 운전에 따른 제동 제어 하고, 풍력 발전기(11)의 발전 전압이 기준치 이하 또는 이상일 경우, 발전 전압을 승압 또는 감압하여 배터리(13)로 공급하여 각 발전기의 공급 전력량에 관계없이 배터리(13)로 충전이 이루어지도록 하여 LED 전자 현수막이 외부 환경에 상관없이 고효율의 친환경 에너지로 작동되도록 하는 것이다.
1: 지지대 2: 베이스 프레임
3: LED 전광판 10: 하이브리드 발전 시스템
11: 풍력 발전기 12: 태양광 발전기
13: 배터리 14: 온도 검출부
15: 전압 검출부 16: 스위치부
17: 승압 회로부 18: 제어부
19: MPPT 회로부

Claims (1)

  1. 본 고안은 지지대(1) 및 베이스 프레임(2)에 LED 전광판(3)이 구성된 LED 전자 현수막에 있어서,
    상기 LED 전광판(3)과 하이브리드 발전 시스템(10)을 연결시켜 구성되되,
    상기 하이브리드 발전 시스템(10)은 풍력 발전기(11)와 태양광 발전기(12)를 포함하며, 상기 풍력 발전기(11)에서 공급되는 전력을 직류전원으로 변환하는 정류기 및 각각의 발전기(11)(12)에서 공급되는 전력을 충전하는 배터리(13)를 포함하고,
    상기 배터리(13)의 일측에는 풍력 발전기(11)와 배터리(13)의 온도변화를 검출하는 온도 검출부(14)와, 상기 정류기의 출력 전압 및 태양광 발전기(12)의 출력 전압을 인지하는 전압 검출부(15)와,
    상기 배터리(13)로 공급되는 전력을 단속 및 제어하는 스위치부(16)와, 상기 각 발전기(11)(12)의 발전 전압을 선별적으로 승압하는 승압 회로부(17)와,
    상기 스위치부(16)를 제어하는 제어부(18)와, 풍력 발전기(11)의 발전 전압이 기준 이하 및 이상일 경우, 발전 전압을 승압 및 감압하여 배터리(13)로 공급하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 회로부(19)로 구성되며,
    상기 제어부(18)는 전압 검출부(15)로부터 판단한 결과 각각 발전기(11)(12)의 출력 전압 중 하나에서 기준치 이상의 전압이 출력되고, 상기 온도 검출부(14)로부터 배터리(13) 과방전 상태가 인지된 경우, 각각 발전기(11)(12)의 발전 전압을 기준치 전압으로 레귤레이팅하여 충전하거나,
    상기 배터리(13)가 과방전 상태가 아닐 경우에 각각 발전기(11)(12)의 발전 전압 중 높은 출력 전압을 선택하여 충전하며, 상기 각각 발전기(11)(12)의 출력 전압이 모두 기준치 이하일 경우, 어느 하나의 높은 출력 전압을 승압하여 충전하되, 상기 배터리(13)의 충전율이 낮을 경우, 나머지 하나의 출력 전압을 승압하여 충전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 전자 현수막.
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