KR20050117934A - Solar cell lumination system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 발광시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기화학 캐패시터와 이차 전지로 구성된 하이브리드 에너지 저장소자와 이의 고에너지 장수명 특성을 구현할 수 있는 회로 장치를 이용한 태양전지 발광시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템은 태양전지를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 전환시키고, 이를 에너지 저장소자에 저장하고, 필요시 저장된 전기 에너지를 회로 장치를 통해 출력 부하에 전력을 공급하는 태양전지 발광시스템에서 에너지 저장소자를 전기화학 캐패시터와 이차 전지가 혼합된 하이브리드 에너지 저장소자로 구성하고, 출력 부하에 전력 공급시 하이브리드 에너지 저장소자의 방전 조건을 전기화학 캐패시터에 저장된 전기 에너지를 우선적으로 활용하고 추후 이차 전지에 저장된 전기에너지의 방전을 유도하는 회로장치를 특징으로 한다. 상기한 태양전지 발광시스템은 이차 전지의 높은 에너지 밀도를 활용하는 동시에 충방전 횟수를 감소시킬 수 있어서 장시간 출력이 가능하고 수명이 우수한 태양전지 발광시스템의 구성이 가능해진다.The present invention relates to a solar cell light emitting system, and more particularly, to a solar cell light emitting system using a hybrid energy storage device composed of an electrochemical capacitor and a secondary battery and a circuit device capable of realizing its high energy long life. The solar cell light emitting system according to the present invention converts light energy into electrical energy using a solar cell, stores it in an energy reservoir, and supplies the stored electrical energy to an output load through a circuit device when necessary. In the light-emitting system, the energy store is composed of a hybrid energy store with a mixture of electrochemical capacitors and secondary cells, and when the power is supplied to the output load, the discharge conditions of the hybrid energy store are preferentially utilized, and the secondary battery is used later. The circuit device for inducing a discharge of electrical energy stored in the. The solar cell light emitting system can utilize the high energy density of the secondary battery and at the same time reduce the number of charge and discharge, it is possible to configure a solar cell light emitting system having a long life and excellent life.
Description
본 발명은 태양전지 발광시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기화학 캐패시터와 이차 전지를 혼합한 하이브리드 에너지 저장소자와 이들의 고에너지 밀도 및 우수한 수명을 구현할 수 있는 회로 장치를 특징으로 하는 태양전지 발광시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell light emitting system, and more particularly, to a solar cell light emitting device characterized by a hybrid energy reservoir in which an electrochemical capacitor and a secondary battery are mixed, and a circuit device capable of realizing their high energy density and excellent lifetime. It is about the system.
태양전지 발광시스템이란 낮에는 태양전지를 통해 빛에너지를 전기에너지로 변환시켜 출력부하에 전력을 공급하고, 이와 동시에 변환된 에너지를 에너지 저장소자에 저장하고, 일정 조도이하로 떨어지는 야간에는 발광부재에 전력을 공급하여 이를 발광시키는 시스템이다. 이러한 태양전지 발광시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 빛에너지를 전기에너지를 변환시키는 태양전지(10), 상기 태양전지(10)로부터의 전기에너지를 저장하는 에너지 저장소자(20), 상기 에너지 저장소자(20)의 충방전을 제어하는 제어회로(30), 발광부재(40) 및 일정조도 이하일 경우 구동신호를 생성하여 제어회로로 전달하는 센서회로(50)로 구성된다. The solar cell light emitting system converts light energy into electrical energy through solar cells during the day to supply power to the output load, and at the same time, stores the converted energy in the energy storage, and at night falls to a certain illuminance to the light emitting member. It is a system that supplies power to emit light. The solar cell light emitting system, as shown in Figure 1, the solar cell 10 for converting light energy into electrical energy, the energy reservoir 20 for storing the electrical energy from the solar cell 10, the Control circuit 30 for controlling the charge and discharge of the energy reservoir 20, the light emitting member 40 and the sensor circuit 50 for generating a driving signal and transmits to the control circuit when a predetermined illuminance or less.
현재 태양전지 발광시스템의 에너지 저장소자(20)로 사용되는 대표적인 예로서 이차 전지(Rechargeable battery)와 전기화학 캐패시터(Electrochemical capacitor)를 들 수 있다.Representative examples currently used as the energy storage device 20 of the solar cell light emitting system include a rechargeable battery and an electrochemical capacitor.
이차 전지는 에너지 밀도가 20∼120Wh/kg로 높다는 장점이 있으나, 반복적인 충방전 특성이 1000회로 제한되는 단점이 있다. 이로 인해 이차 전지를 에너지 저장소자로 이용하는 태양전지 발광시스템은 높은 에너지 밀도로 인해 태양 에너지의 공급이 없는 야간에 장시간 전원 공급에 탁월한 특성을 지니지만 낮은 수명 특성으로 인해 정기적인 유지 및 보수 비용이 발생하는 문제점을 가진다. 이에 반해 전기화학 캐패시터는 고체전극과 전해질 사이의 계면에 생성되는 전기화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 축적하는 장치로서 이차 전지에 비해 반복적인 충방전 수명 특성이 반영구적이라는 장점이 있으나 에너지 밀도가 1∼10Wh/kg으로 낮은 단점을 지닌다. 따라서 전기화학 캐패시터를 태양전지의 에너지 저장소자로 이용할 경우 우수한 수명 특성으로 인해 유지 보수 비용을 크게 줄일 수 있다는 장점을 지니지만 낮은 에너지 밀도로 인해 전원 공급이 단시간만 가능하고 장시간 전원 공급시에는 많은 부피 및 중량이 요구되는 문제점을 가진다. 전기화학 캐패시터를 에너지 저장소자로 이용한 예로는 미국특허 제6,655,814호를 참조하기 바란다.The secondary battery has an advantage of having an energy density of 20 to 120 Wh / kg, but has a disadvantage in that repetitive charge and discharge characteristics are limited to 1000 times. As a result, a solar cell light emitting system using a secondary battery as an energy reservoir has excellent characteristics for long-term power supply at night without solar energy due to its high energy density, but its low lifespan incurs regular maintenance and repair costs. I have a problem. In contrast, electrochemical capacitors are devices that accumulate electrical energy by using electrochemical reactions generated at the interface between a solid electrode and an electrolyte. It has a low disadvantage of 10 Wh / kg. Therefore, the use of electrochemical capacitors as energy storage for solar cells has the advantage of greatly reducing maintenance costs due to its excellent lifespan characteristics.However, low energy density enables short supply of power and large volume and There is a problem that weight is required. See US Pat. No. 6,655,814 for examples of using electrochemical capacitors as energy reservoirs.
미국특허 제5,587,250호는 전기화학 캐패시터-이차 전지의 하이브리드 에너지 저장소자를 개시하고 있다. 상기 문헌에 따른 하이브리드 에너지 저장소자는 전기화학 캐패시터와 이차 전지가 병렬로 연결된 소자이다. 상기 문헌에 개시된 하이브리드 에너지 저장소자를 태양전지 발광시스템에 적용하면, 이차 전지의 높은 에너지 밀도를 활용할 수 있어서 장시간의 출력이 가능해지고 또한 전기화학 캐패시터의 우수한 수명을 유지할 수 있어서 이차 전지의 수명 저하에 대비해서 보조 에너지원으로 활용이 가능할 것으로 예상된다. 그러나, 상기문헌에 개시된 방식은, 병렬로 연결된 이차 전지와 전기화학 캐패시터가 동시에 충방전을 수행하기 때문에, 초기에는 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있으나, 이차 전지의 용량감소는 필연적이다. 따라서, 낮과 밤에 거듭된 충방전을 경험하는 태양전지 발광시스템에 적용할 경우 우수한 수명을 제공하기에는 한계성을 가진다고 말할 수 있다. U.S. Patent 5,587,250 discloses a hybrid energy reservoir of an electrochemical capacitor-secondary cell. The hybrid energy reservoir according to the above document is an element in which an electrochemical capacitor and a secondary battery are connected in parallel. When the hybrid energy storage device disclosed in the above document is applied to a solar cell light emitting system, the high energy density of the secondary battery can be utilized to enable a long time output, and to maintain an excellent life of the electrochemical capacitor, thereby preparing for a decrease in the life of the secondary battery. Therefore, it is expected to be used as an auxiliary energy source. However, the method disclosed in the above document can provide a high energy density initially, because the secondary battery and the electrochemical capacitor connected in parallel to perform the charge and discharge at the same time, but the capacity reduction of the secondary battery is inevitable. Therefore, it can be said that when applied to a solar cell light emitting system that experiences repeated charge and discharge during the day and night, it has a limit to provide an excellent life.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기화학 캐패시터와 이차 전지가 혼합된 하이브리드 에너지 저장소자를 사용하고, 이들의 수명특성 및 높은 에너지 밀도를 효과적으로 활용하기 위한 회로 장치를 이용하여 고 에너지 밀도 및 우수한 수명 특성을 가진 태양전지 발광시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, by using a hybrid energy reservoir mixed with an electrochemical capacitor and a secondary battery, using a circuit device for effectively utilizing their life characteristics and high energy density It is to provide a solar cell light emitting system having a high energy density and excellent life characteristics.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 태양전지를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 전환하고, 이를 에너지 저장소자에 저장하고, 필요시 상기 에너지 저장소자로부터 제공되는 전력을 출력부하로 제공하는 태양전지 발광시스템에 있어서, 상기 에너지 저장소자가 전기화학 캐패시터와 이차 전지로 구성되고, 회로 장치를 이용하여 하이브리드 에너지 저장소자의 방전 조건을 전기화학 캐패시터가 우선적으로 독립적인 방전이 이루어진 후 이차 전지의 방전이 이루어지게 설정하여 이차 전지의 높은 에너지 밀도를 활용하는 동시에 이차 전지의 수명이 현저히 향상된 태양전지 발광시스템이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the solar cell light-emitting using the solar cell to convert the light energy into electrical energy, and store it in the energy storage, and if necessary provide the power provided from the energy storage as an output load In the system, the energy reservoir is composed of an electrochemical capacitor and a secondary battery, and the discharge condition of the hybrid energy reservoir using the circuit device to set the discharge of the secondary battery after the independent discharge of the electrochemical capacitor preferentially By utilizing the high energy density of the secondary battery and at the same time providing a solar cell light emitting system that significantly improved the life of the secondary battery.
본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 태양광으로부터의 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지, 상기 태양전지로부터의 전기에너지를 저장하는 에너지 저장소자, 상기 태양전지로부터 에너지 저장소자로의 전기 에너지의 충전을 제어하는 충전제어회로, 상기 에너지 저장소자의 방전을 제어하는 방전제어회로 및 상기 에너지 저장소자로부터의 출력전압에 의해 발광하는 발광부재를 구비한 태양전지 발광시스템에 있어서, 상기 에너지 저장소자가 전기화학 캐패시터와 이차 전지가 병렬로 하이브리드된 형태이고, 상기 방전제어회로가 전기화학 캐패시터의 방전전압을 체크하고, 상기 방전전압이 일정 전압 이하일 경우 제어신호를 생성하는 제1 방전제어회로와 상기 제어신호의 응답으로서 이차 전지의 방전을 유도하는 제2 방전 제어회로를 포함하여 이루어지는 태양전지 발광시스템이 제공된다. According to a more preferred embodiment of the present invention, a solar cell for converting light energy from sunlight into electrical energy, an energy reservoir for storing electrical energy from the solar cell, the electrical energy from the solar cell to the energy reservoir A solar cell light emitting system comprising a charge control circuit for controlling charging, a discharge control circuit for controlling discharge of the energy reservoir, and a light emitting member emitting light by an output voltage from the energy reservoir, wherein the energy reservoir is electrochemical A capacitor and a secondary battery are hybridized in parallel, and the discharge control circuit checks the discharge voltage of the electrochemical capacitor, and generates a control signal when the discharge voltage is below a predetermined voltage. Second discharge control to induce discharge of the secondary battery as a response The solar cell light-emitting system is provided comprising a a.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
상기한 바와 같이, 종래의 태양전지 발광시스템에서 에너지 저장소자의 문제점은 고 에너지 밀도 및 수명 특성이 동시에 제공되지 못한다는 단점을 가지고 있다. As described above, the problem of the energy store in the conventional solar cell light emitting system has the disadvantage that the high energy density and life characteristics are not provided at the same time.
본 발명자들은 종래의 태양전지 발광시스템에 있어서 전기화학 캐패시터 및 이차 전지를 혼합한 하이브리드 에너지 저장소자를 구성하고, 회로 장치를 통해 전기화학 캐패시터가 우선적으로 독립적인 방전을 유도한 후 이차 전지의 방전이 이루어지게 설정할 경우 이차 전지의 고 에너지 밀도를 충분히 활용하는 동시에 수명이 현저히 향상되어 장시간 전력 공급이 가능하고 수명이 우수한 태양전지 발광시스템을 구성할 수 있음을 발견하였다.The inventors of the present invention constitute a hybrid energy reservoir in which an electrochemical capacitor and a secondary battery are mixed in a conventional solar cell light emitting system, and the secondary battery is discharged after the electrochemical capacitor preferentially induces independent discharge through a circuit device. It was found that the solar cell light emitting system can be configured to have a long lifespan and to provide a long lifespan by utilizing the high energy density of the secondary battery sufficiently when the battery pack is set.
따라서 종래의 태양전지 발광시스템의 문제점인 낮은 에너지 밀도 혹은 수명 특성 저하를 해결하기 위해 본 발명은 전기화학 캐패시터와 이차 전지로 구성된 하이브리드 에너지 저장소자와 전기화학 캐패시터가 우선적으로 독립적인 방전을 유도한 후 이차 전지의 방전이 가능케 하는 회로 장치를 갖는 것을 특징으로 한다. Therefore, in order to solve the problem of low energy density or lifespan degradation, which is a problem of the conventional solar cell light emitting system, the present invention preferentially induces independent discharge of a hybrid energy reservoir and an electrochemical capacitor composed of an electrochemical capacitor and a secondary battery. It is characterized by having the circuit device which enables the discharge of a secondary battery.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 바람직한 구현예를 보여주는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템(1)은 태양전지(100), 에너지 저장소자(200), 충전제어회로(300)와 방전제어회로(400), 그리고 발광부재(500)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 태양전지(100)는 태양광으로부터의 빛에너지를 전기 에너지로 변환하여 기전력을 발생시킨다. 상기 태양전지(100)로부터의 기전력은, 상기 충전제어회로(300)의 제어 하에, 상기 에너지 저장소자(200)로 전달되고 저장된다. 본 발명에 따르면, 상기 에너지 저장소자(200)는 전기화학 캐패시터(201)와 이차 전지(202)가 병렬로 하이브리드된 형태를 갖는다. 태양에너지는 전기화학 캐패시터(201)와 이차 전지(202)의 하이브리드 에너지 저장소자(200)에 저장되고, 추후 발광부재(500)로 전달되어 주위를 밝히게 된다. 상기 전기화학 캐패시터(201)와 이차 전지(202)의 방전은 방전제어회로(400)에 의해 제어된다. 이 때, 상기 방전제어회로(400)는, 주위의 조도를 감지하는 센서회로(700)(이것은 태양전지(100)로부터 전달되는 에너지의 양을 감지할 수도 있다)로부터의 구동신호에 따라, 상기 에너지 저장소자(200)의 방전을 제어한다. 본 발명에 따르면, 상기 방전제어회로(400)는 전기화학 캐패시터(201)의 방전전압을 체크하고, 상기 방전전압이 일정 전압 이하일 경우 제어신호를 생성하는 제1 방전제어회로(401)와 상기 제어신호의 응답으로서 이차 전지(202)의 방전을 유도하는 제2 방전 제어회로(402)를 적어도 포함한다. 상기한 제1 방전제어회로(401)와 제2 방전제어회로(402)의 조합은 우선적으로 전기화학 캐패시터(201)에 저장된 에너지의 방전을 유도하고, 전기화학 캐패시터(201)의 방전전압이 일정전압 이하일 경우에만 이차 전지(202)의 방전을 유도한다. 따라서, 통상의 경우 이차 전지(202)의 방전은 최대한 자제되고, 전기화학 캐패시터(402)에 의해 전력이 공급된다. 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템(1)은 전기화학 캐패시터(201)가 갖는 높은 파워와 우수한 수명특성의 이점과, 이차 전지(202)가 갖는 높은 에너지 밀도의 이점을 동시에 향유한다. 구체적으로, 전기화학 캐패시터(201)의 높은 파워와 우수한 수명특성에 의해, 이차 전지(202)의 단점인 수명특성을 개선하고, 이것은 태양전지 발광시스템(1)의 유지 보수의 필요성을 저하시키거나 없게 한다. 또한, 장마철과 같이 태양광에 의한 에너지 축적이 거의 없는 경우에도, 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템(1)은 이차 전지(202)에 축적된 높은 에너지 밀도에 의해 주위를 밝힐 수 있다.2 is a block diagram showing a preferred embodiment of a solar cell light emitting system according to the present invention. As shown in FIG. 2, the solar cell light emitting system 1 according to the present invention includes a solar cell 100, an energy reservoir 200, a charge control circuit 300 and a discharge control circuit 400, and a light emitting member. 500 is made. Here, the solar cell 100 generates electromotive force by converting light energy from sunlight into electrical energy. The electromotive force from the solar cell 100 is transmitted to and stored in the energy reservoir 200 under the control of the charge control circuit 300. According to the present invention, the energy reservoir 200 has a form in which the electrochemical capacitor 201 and the secondary battery 202 are hybridized in parallel. Solar energy is stored in the hybrid energy reservoir 200 of the electrochemical capacitor 201 and the secondary battery 202, and is later transferred to the light emitting member 500 to illuminate the surroundings. The discharge of the electrochemical capacitor 201 and the secondary battery 202 is controlled by the discharge control circuit 400. At this time, the discharge control circuit 400, according to the drive signal from the sensor circuit 700 (this may sense the amount of energy transmitted from the solar cell 100) for detecting the ambient illumination, the The discharge of the energy reservoir 200 is controlled. According to the present invention, the discharge control circuit 400 checks the discharge voltage of the electrochemical capacitor 201 and generates the control signal when the discharge voltage is below a predetermined voltage and the control. At least a second discharge control circuit 402 for inducing discharge of the secondary battery 202 as a response to the signal. The combination of the first discharge control circuit 401 and the second discharge control circuit 402 preferentially induces discharge of energy stored in the electrochemical capacitor 201, and the discharge voltage of the electrochemical capacitor 201 is constant. Only when the voltage is lower than the secondary battery 202 is induced. Therefore, in the normal case, the discharge of the secondary battery 202 is suppressed as much as possible, and electric power is supplied by the electrochemical capacitor 402. The solar cell light emitting system 1 according to the present invention simultaneously enjoys the advantages of the high power and excellent life characteristics of the electrochemical capacitor 201 and the high energy density of the secondary battery 202. Specifically, the high power and excellent life characteristics of the electrochemical capacitor 201 improve the life characteristics, which are disadvantages of the secondary battery 202, which reduces the need for maintenance of the solar cell light emitting system 1 or Do not have. In addition, even when there is little energy accumulation by sunlight as in the rainy season, the solar cell light emitting system 1 according to the present invention can illuminate the surroundings by the high energy density accumulated in the secondary battery 202.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템(1)의 방전 특성을 보여주는 그래프이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 사용되는 태양전지 발광시스템(1)은 방전 전압이 연속적으로 감소하는 구간(A)과 추후 전위가 일정하게 유지되는 구간(B)을 갖는다. 첫 번째 구간(A)은 전기화학 캐패시터(201)의 독립적인 방전 구간이고, 두 번째 구간(B)은 이차 전지(202)의 방전 구간이다. 이런 방전특성은 전기화학 캐패시터(201)는 전기적 특성상 방전시 전압이 연속적으로 감소되며, 이차 전지(202)는 방전전압이 일정하게 유지되고, 제1 방전제어회로(401)와 제2 방전제어회로(402)의 제어에 의해, 전기화학 캐패시터(201)가 일차적으로 방전하고 그 후 이차 전지(202)가 방전하기 때문이다. 한편, 상기 첫 번째 방전구간(A)이 저녁시간대(통상, 6시간 내지 12시간 정도)를 커버하게 되면, 평상시 이차 전지(202)는 충방전을 경험하지 않을 것이다. 또한, 이차 전지(202)에 축적된 높은 에너지 밀도는 두 번째 방전구간(B)을 적어도 2일 내지 일주일, 많게는 2주일까지 연장할 수 있으며, 이것은 비오거나 눈오는 날이 2일 내지 일주일 동안 지속되더라도, 발광부재(500)를 점등시킬 수 있다. 아울러, 상기 이차 전지(202)의 높은 에너지 밀도에 의해, 발광시스템의 부피를 최소화할 수 있다. 이해의 편의를 위해, 이차 전지(202)는, 사용되는 전극활물질의 종류 등에 의존하여, 전기화학 캐패시터(201) 보다 2 - 5배 이상의 에너지 밀도를 갖는다. 따라서, 하이브리드 에너지 저장소자(200)와 상기 저장소자(200)의 방전을 제어하는 제1 방전제어회로(401) 및 제2 방전제어회로(402)로 구성된 방전제어회로(400)를 포함하는 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템(1)은 작은 중량 혹은 부피로도 출력 부하에 장시간 전력 공급이 가능하다. 즉 빠른 충방전과 반영구적 수명특성을 갖는 전기화학 캐패시터(201)에 저장된 에너지를 기본적으로 활용할 뿐만 아니라, 이차 전지(202)에 축적된 높은 에너지 밀도를 이용하기 때문에, 작은 부피 및 중량으로도 고에너지 밀도를 가진 태양전지 발광시스템의 구현이 가능하다.3 is a graph showing the discharge characteristics of the solar cell light emitting system 1 according to the present invention. As shown in FIG. 3, the solar cell light emitting system 1 used in the present invention has a section A in which the discharge voltage continuously decreases and a section B in which the potential is kept constant thereafter. The first section A is an independent discharge section of the electrochemical capacitor 201, and the second section B is a discharge section of the secondary battery 202. This discharge characteristic is characterized in that the electrochemical capacitor 201 continuously decreases the voltage during discharge due to its electrical characteristics, and the secondary battery 202 maintains a constant discharge voltage, and the first discharge control circuit 401 and the second discharge control circuit. This is because the electrochemical capacitor 201 discharges first, and the secondary battery 202 discharges after the control of 402. On the other hand, when the first discharge period (A) covers the evening time period (usually, about 6 hours to 12 hours), the secondary battery 202 will not normally experience charging and discharging. In addition, the high energy density accumulated in the secondary battery 202 can extend the second discharge section (B) for at least two days to a week, and more than two weeks, even if a rainy or snowy day lasts for two days to a week. The light emitting member 500 may be turned on. In addition, by the high energy density of the secondary battery 202, it is possible to minimize the volume of the light emitting system. For convenience of understanding, the secondary battery 202 has an energy density of 2 to 5 times or more than the electrochemical capacitor 201, depending on the kind of electrode active material used and the like. Thus, the present invention includes a discharge control circuit 400 including a hybrid energy reservoir 200 and a first discharge control circuit 401 and a second discharge control circuit 402 for controlling discharge of the reservoir 200. The solar cell light emitting system 1 according to the present invention can supply power to a load for a long time even with a small weight or volume. That is, because not only basically uses the energy stored in the electrochemical capacitor 201 having fast charge and discharge and semi-permanent life characteristics, but also uses the high energy density accumulated in the secondary battery 202, high energy is achieved even at a small volume and weight. It is possible to implement a solar cell light emitting system having a density.
본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 이점을 자세히 설명하면, 태양에너지를 에너지원으로 사용하는 태양전지 발광시스템(1)은 낮에는 에너지 저장소자(200)의 충전, 밤에는 방전을 경험한다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 이것은 기후 조건에 따라 아래와 같이 충전량과 방전량의 조건 변화가 발생한다.In detail describing the advantages of the solar cell light emitting system according to the present invention, the solar cell light emitting system 1 using solar energy as an energy source experiences the charging of the energy reservoir 200 during the day and the discharge at night. As shown in Table 1, this causes a change in condition of the charge amount and discharge amount according to the climatic conditions as follows.
즉 정상적인 기후조건에서는 충전량이 방전량을 초과되지만, 비정상적인 기후조건에서는 태양에너지의 공급 한계로 방전량이 충전량보다 많은 특성을 지닌다. 본 발명에 따른 하이브리드 에너지 저장소자(200)와 이의 방전제어회로(400)는 우선적이고 독립적인 방전이 가능한 전기화학 캐패시터(201)의 방전시간을 정상적인 기후 조건에서 요구하는 방전량에 적합하게 설계하고, 추후 방전을 실시하는 이차 전지(202)를 비정상적인 기후에서 요구하는 방전량에 적합하게 설계한다. 이럴 경우 발생빈도상 대부분을 차지하는 정상적인 기후 조건에서는 전기화학 캐패시터(2010에 저장된 전기 에너지를 이용하여 충방전을 실시하고, 발생빈도상 그 횟수가 적은 비정상적인 기후 조건에서는 이차 전지(202)에 저장된 에너지를 활용하여 출력 부하에 전원을 공급할 수 있다. 결국 본 발명에서 제공하는 하이브리드 에너지 저장소자(200) 및 이의 방전제어회로(400)는 이차 전지(202)의 사용을 발생빈도가 낮은 비정상적인 기후 조건에 국한시켜 이차 전지(202)의 충방전 횟수를 최소화시킬 수 있으므로 수명이 현저히 향상된 고에너지 태양전지 발광시스템의 구성이 가능해진다. That is, in normal climatic conditions, the charge amount exceeds the discharge amount, but under abnormal climatic conditions, the discharge amount is more than the charge amount due to the supply limit of solar energy. The hybrid energy storage device 200 and the discharge control circuit 400 thereof according to the present invention are designed to suit the discharge amount of the electrochemical capacitor 201 capable of preferential and independent discharge to the discharge amount required under normal climatic conditions. The secondary battery 202 to be discharged later is designed to suit the discharge amount required in an abnormal climate. In this case, charging and discharging are performed using the electric energy stored in the electrochemical capacitor (2010) under normal climatic conditions, which occupy most of the occurrence frequency, and in the abnormal climatic conditions where the number of occurrences is small, the energy stored in the secondary battery 202 is discharged. As a result, the hybrid energy storage device 200 and the discharge control circuit 400 thereof provided by the present invention limit the use of the secondary battery 202 to abnormal climatic conditions with low frequency of occurrence. In this way, the number of charge / discharge cycles of the secondary battery 202 can be minimized, thereby enabling the construction of a high-energy solar cell light emitting system with a markedly improved lifetime.
본 발명에 사용될 수 있는 전기화학 캐패시터(201)의 예로는 두개의 전극이 모두 카본 활물질(바람직하게는, 활성탄)로 제조된 전기 이중층 캐패시터, 두개의 전극 중 하나의 전극에서는 패러데이 반응이 일어나고, 다른 하나의 전극에서는 비패러데이 반응이 진행되는 의사캐패시터(pseudocapacitor), 두개의 전극중 하나의 전극은 패러데이 반응에 의해 비패러데이 반응이 활성화되고, 다른 하나의 전극은 비패러데이 반응이 진행되는 의사캐패시터를 들 수 있다. 본 발명에서는, 전기 이중층 캐패시터를 사용하였으나, 이것은 설명을 위한 것이고 예시적이다. 상기 전기화학 캐패시터(201)의 방전시간은 6 내지 12시간을 갖는 것이 바람직하다. An example of an electrochemical capacitor 201 that can be used in the present invention is an electric double layer capacitor in which both electrodes are made of a carbon active material (preferably, activated carbon), a Faraday reaction occurs in one of the two electrodes, and the other Pseudocapacitor in which the non-Faraday reaction proceeds in one electrode, non-Faraday reaction is activated by one of the two electrodes, Faraday reaction, the other electrode is a pseudo capacitor which is a non-Faraday reaction Can be. In the present invention, an electric double layer capacitor is used, but this is for illustrative purposes only. Preferably, the discharge time of the electrochemical capacitor 201 is 6 to 12 hours.
본 발명에 사용될 수 있는 이차 전지(202)의 예로는 특별히 제한되지 아니한다. 예를 들면, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지, 연 축전지, 니켈-수소저장 합금 전지, 리튬 설퍼 전지가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬이차전지이다. 본 발명에서는 리튬이온 폴리머 전지를 사용하여 테스트하였다. 상기 이차 전지(202)는 2일 내지 2주일, 바람직하게는 2일 내지 일주일 동안의 방전을 경험한다. Examples of the secondary battery 202 that can be used in the present invention are not particularly limited. For example, lithium ion secondary batteries, lithium polymer secondary batteries, lead-acid batteries, nickel-hydrogen storage alloy batteries, lithium sulfur batteries can be used. Preferably, the lithium secondary battery has a high energy density. In the present invention, it was tested using a lithium ion polymer battery. The secondary battery 202 experiences discharge for 2 days to 2 weeks, preferably 2 days to 1 week.
한편, 상기 에너지 저장소자(200)의 출력은 발광부재(500)로 전달된다. 바람직하게는 DC/DC 컨버터(600)를 통해 전달된다. 상기 DC/DC 컨버터(600)는 발광부재(500)의 구동전압에 적합하도록 전압을 승압 또는 감압하고, 안정된 전력 공급을 수행한다. 상기 발광부재(500)로는 발광다이오드(LED)가 바람직하다. 보다 바람직하게는 발광다이오드와 결합된 면발광소자에 의해 발광이 수행되는 것이다. 발광다이오드에 의한 점발광은 면발광소자에 의해 면발광으로 전환되며, 이것은 눈에 대한 자극을 감소시키고, 균등한 밝기를 실현시킨다. 면발광소자로서, 발광다이오드에 의한 발광을 도통시키는 도광판, 도광판의 저면에 위치하고, 도광판에 입사한 광을 도광판의 윗면으로 반사하는 반사판, 도광판의 윗면에 위치하는 확산판의 조합을 들 수 있다. On the other hand, the output of the energy reservoir 200 is transmitted to the light emitting member 500. Preferably it is delivered through the DC / DC converter 600. The DC / DC converter 600 boosts or depressurizes the voltage to suit the driving voltage of the light emitting member 500, and performs stable power supply. The light emitting member 500 is preferably a light emitting diode (LED). More preferably, light emission is performed by the surface light emitting device coupled with the light emitting diode. Point light emission by the light emitting diodes is converted to surface light emission by the surface light emitting element, which reduces irritation to the eyes and realizes uniform brightness. Examples of the surface light emitting device include a light guide plate for conducting light emission by a light emitting diode, a reflection plate positioned on the bottom surface of the light guide plate and reflecting light incident on the light guide plate to the top surface of the light guide plate, and a diffusion plate positioned on the top surface of the light guide plate.
한편, 본 발명의 태양전지 발광시스템(1)의 충전제어회로(300)는 다양하게 구성할 수 있다. 일 예가 도 4에 도시되어 있다. 상기 전기화학 캐패시터(201)와 이차 전지(202)는 하나의 충전회로(301)에 의해 충전되고, 에너지 저장소자(200)로부터 태양전지(100)로의 역류를 방지하는 제1 다이오드(302)와 이차 전지(202)로부터 전기화학 캐패시터(201)로의 방전을 제어하는 제2 다이오드(303)로 구성될 수 있다. 또 다른 예로는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 충전제어회로(300)가 전기화학 캐패시터(201)의 충전을 제어하는 제1 충전회로(301a)와 이차 전지(202)의 충전을 제어하는 제2 충전회로(301b)로 구성되고, 제1 충전회로(301a)와 제2 충전회로(301b)는 서로 독립적이고, 전기화학 캐패시터(201)로부터 태양전지(100)로의 역류와, 이차 전지(202)로부터 태양전지(100)로의 역류를 방지하는 제1 다이오드(302) 및 제2 다이오드(303)로 구성될 수 있다.On the other hand, the charge control circuit 300 of the solar cell light emitting system 1 of the present invention can be configured in various ways. One example is shown in FIG. 4. The electrochemical capacitor 201 and the secondary battery 202 are charged by a single charging circuit 301 and the first diode 302 to prevent the backflow from the energy reservoir 200 to the solar cell 100 and And a second diode 303 that controls the discharge from the secondary battery 202 to the electrochemical capacitor 201. As another example, as shown in FIG. 5, the charging control circuit 300 controls the charging of the first charging circuit 301a and the secondary battery 202 that control the charging of the electrochemical capacitor 201. The second charging circuit 301b, the first charging circuit 301a and the second charging circuit 301b are independent of each other, the reverse flow from the electrochemical capacitor 201 to the solar cell 100, and the secondary battery ( The first diode 302 and the second diode 303 may be configured to prevent a backflow from the 202 to the solar cell 100.
가장 바람직한 구현예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6에 따르면, 상기 충전제어회로(300)는 전기화학 캐패시터(201)의 충전을 제어하는 제1 충전회로(301a)와 이차 전지(202)의 충전을 제어하는 제2 충전회로(301b)로 구성되고, 상기 제1 충전회로(301a)에 의해 전기화학 캐패시터(201)의 충전이 완료되면, 상기 제1 충전회로(301a)는 제어신호를 생성하고, 상기 제2 충전회로(301b)는 상기 제어신호에 응답하여 이차 전지(202)의 충전을 수행한다. 도 6에 따른 태양전기 발광시스템은, 충전제어회로(300)의 제어 하에, 전기화학 캐패시터(201)를 우선적으로 충전시키고, 이후 이차 전지(202)를 충전한다. 또한 방전제어회로(400)에 의해, 전기화학 캐패시터(201)에 의해 일차적으로 방전이 수행되고, 그 후 이차 전지(202)에 의한 방전이 수행되는 구조이다. 따라서, 충방전의 조화에 의해 최대의 효과를 얻을 수 있다.The most preferred embodiment is shown in FIG. According to FIG. 6, the charge control circuit 300 is a first charging circuit 301a for controlling the charging of the electrochemical capacitor 201 and a second charging circuit 301b for controlling the charging of the secondary battery 202. When the charging of the electrochemical capacitor 201 is completed by the first charging circuit 301a, the first charging circuit 301a generates a control signal, and the second charging circuit 301b is configured to The secondary battery 202 is charged in response to the control signal. In the solar electroluminescent system according to FIG. 6, under the control of the charge control circuit 300, the electrochemical capacitor 201 is first charged, and then the secondary battery 202 is charged. In addition, the discharge control circuit 400, the discharge is first performed by the electrochemical capacitor 201, and then the discharge by the secondary battery 202 is performed. Therefore, the maximum effect can be obtained by harmonization of charge and discharge.
이하, 예로서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만 본 발명의 범위가 이들 예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of example, but the scope of the present invention is not limited by these examples.
제조예 1. 전기화학 캐패시터의 제조Preparation Example 1 Preparation of Electrochemical Capacitor
테스트의 목적 하에, 전기화학 캐패시터로서 전기 이중층 캐패시터를 사용하였다. 전기 이중층 캐패시터는 종래에 널리 공지된 방법으로 제조하였다: 활성탄소로서 YP10(일본 구레아사 제조) 85 중량 및 도전제인 아세틸렌 블랙을 12 중량을 혼합한 후 결합제인 CMC(Carboxy methyl cellulose)를 3중량 첨가하고 물을 용매로서 사용하여 12시간 혼합한 다음 알루미늄 집전체위에 코팅하고 120℃ 진공하에서 12시간 동안 건조시켜 전극을 제조하였다. 상기 제조된 활성탄소 전극들과 레이온 섬유 격리막을 순서대로 적층하고, 아세토나이트릴용매에 1M Et4NBF4를 녹인 전해질을 이용하여 전기 이중층 캐패시터 단위셀을 제조하였다. 제조된 전기 이중층 캐패시터 단위셀의 내압 및 용량은 각각 2.5V와 55F 이었다.For the purpose of the test, an electric double layer capacitor was used as the electrochemical capacitor. The electric double layer capacitor was prepared by a method well known in the art: 85 wt% of YP10 (manufactured by Kurea, Japan) and 12 wt% of acetylene black as a conductive agent were mixed as activated carbon, and then 3 wt% of Carboxy methyl cellulose (CMC) as a binder was added. After mixing for 12 hours using water as a solvent, it was coated on an aluminum current collector and dried for 12 hours under vacuum at 120 ℃ to prepare an electrode. The activated carbon electrodes and the rayon fiber separator were laminated in this order, and an electric double layer capacitor unit cell was prepared using an electrolyte in which 1M Et 4 NBF 4 was dissolved in an acetonitrile solvent. The internal pressure and capacity of the manufactured electric double layer capacitor unit cell were 2.5V and 55F, respectively.
실시예 1Example 1
도 4에 도시된 바와 같이, 태양전지 발광시스템을 구성하였다. 태양전지(100)는 주) 혜송솔라의 약 4.2V 1.2W 실리콘 단결정 태양전지를 사용하였다. 상기 제조예에서 제조한 전기 이중층 캐패시터 단위셀을 전기적으로 2직렬-2병렬의 회로 연결을 통해 내압 5V 용량 55F인 전기화학 캐패시터(202)를 구성하였고, 이차 전지(202)는 (주) 에너랜드 사의 3.6V 300mAh 리튬 폴리머 이차 전지를 사용하였다. 충전제어회로(300)에서, 에너지 저장소자(200)의 충전 전압은 4.2V로 유지되도록 설정하였다. 트랜지스터와 IC 회로의 적절한 연결에 의해 얻어진 제1 방전제어회로(401)와 제2 방전제어회로(402)의 조합에 의해, 전기 이중층 캐패시터(201)가 우선적으로 독립적인 방전이 이루어지도록 하고, 그 후 이차 전지(202)가 방전하도록 하였다. 발광부재(500)로서 녹색 LED(light Emitting Diode, Ninex사의 LG530)을 4 병렬하여 사용하였다. 면발광을 위해 발광다이오드에 의한 발광을 도통시키는 도광판, 도광판의 저면에 위치하고, 도광판에 입사한 광을 도광판의 윗면으로 반사하는 반사판, 도광판의 윗면에 위치하는 확산판의 조합을 면발광소자로서 사용하였다. DC/DC 컨버터(600)는 3.9V 출력 전압이 유지되도록 설정하였다.As shown in FIG. 4, a solar cell light emitting system was constructed. As the solar cell 100, about 4.2V 1.2W silicon single crystal solar cell of Hyesong Solar Co., Ltd. was used. The electric double layer capacitor unit cell manufactured in the above manufacturing example was electrically connected with two series-two parallel circuits to constitute an electrochemical capacitor 202 having a 5 V capacity of 55 F, and the secondary battery 202 was manufactured by Enerland Co., Ltd. A 3.6V 300mAh lithium polymer secondary battery was used. In the charge control circuit 300, the charging voltage of the energy reservoir 200 is set to be maintained at 4.2V. By the combination of the first discharge control circuit 401 and the second discharge control circuit 402 obtained by proper connection of the transistor and the IC circuit, the electric double layer capacitor 201 is preferentially subjected to independent discharge, and After that, the secondary battery 202 was allowed to discharge. As the light emitting member 500, a green LED (light emitting diode, LG530, manufactured by Ninex) was used in parallel. As a surface light emitting device, a combination of a light guide plate for conducting light emission by a light emitting diode, a reflection plate positioned on the bottom surface of the light guide plate and reflecting light incident on the light guide plate to the top surface of the light guide plate, and a diffuser plate located on the top surface of the light guide plate It was. The DC / DC converter 600 was set to maintain the 3.9V output voltage.
실시예 2Example 2
도 5에 도시된 바와 같이, 태양전지 발광시스템을 구성하였다. 태양전지(100)는 주) 혜송솔라의 약 4.2V 1.2W 실리콘 단결정 태양전지를 사용하였다. 상기 제조예에서 제조한 전기 이중층 캐패시터 단위셀을 전기적으로 2직렬-2병렬의 회로 연결을 통해 내압 5V 용량 55F인 전기화학 캐패시터(202)를 구성하였고, 이차 전지(202)는 (주) 에너랜드 사의 3.6V 300mAh 리튬 폴리머 이차 전지를 사용하였다. 제1 충전회로(301)와 제2 충전회로(302)는 서로 독립적인 충전을 수행한다. 제1 충전회로(301)가 충전전압은 2.3V로 설정하였고, 제2 충전회로의 충전 전압은 4.2V로 설정하였다. 사용된 방전 회로(400)와, 발광부재(500)와, DC/DC 컨버터(600)는 실시예 1과 동일하게 구성하였다.As shown in FIG. 5, a solar cell light emitting system was constructed. As the solar cell 100, about 4.2V 1.2W silicon single crystal solar cell of Hyesong Solar Co., Ltd. was used. The electric double layer capacitor unit cell manufactured in the above manufacturing example was electrically connected with two series-two parallel circuits to constitute an electrochemical capacitor 202 having a 5 V capacity of 55 F, and the secondary battery 202 was manufactured by Enerland Co., Ltd. A 3.6V 300mAh lithium polymer secondary battery was used. The first charging circuit 301 and the second charging circuit 302 perform charging independently of each other. The charging voltage of the first charging circuit 301 was set to 2.3V and the charging voltage of the second charging circuit was set to 4.2V. The discharge circuit 400, the light emitting member 500, and the DC / DC converter 600 used were configured in the same manner as in Example 1.
실시예 3Example 3
도 5에 도시된 바와 같이, 태양전지 발광시스템을 구성하였다. 상기 제조예에서 제조한 전기 이중층 캐패시터 단위셀을 전기적으로 2직렬-2병렬의 회로 연결을 통해 내압 5V 용량 55F인 전기화학 캐패시터(201)를 구성하였고, 이차 전지(202)는 (주) 에너랜드 사의 3.6V 300mAh 리튬 폴리머 이차 전지를 사용하였다. 트랜지스터와 IC 회로의 적절한 연결에 의해 얻어진 제1 방전제어회로(401)와 제2 방전제어회로(402)의 조합에 의해, 전기화학 캐패시터(201)가 우선적으로 독립적인 충전이 완전히 이루어진 후 이차 전지(202)가 충전되도록 에너지 저장소자의 충전 조건을 설정하였다. 사용된 방전 회로(400)와, 발광부재(500)와, DC/DC 컨버터(600)는 실시예 1과 동일하게 구성하였다.As shown in FIG. 5, a solar cell light emitting system was constructed. The electrical double layer capacitor unit cell manufactured in the above manufacturing example was electrically connected with two series-to-parallel circuits to constitute an electrochemical capacitor 201 having a 5 V capacity of 55 F. The secondary battery 202 was manufactured by Enerland Co., Ltd. A 3.6V 300mAh lithium polymer secondary battery was used. By the combination of the first discharge control circuit 401 and the second discharge control circuit 402 obtained by the proper connection of the transistor and the IC circuit, the secondary battery after the electrochemical capacitor 201 is completely independently charged first. The charging condition of the energy reservoir was set such that 202 is charged. The discharge circuit 400, the light emitting member 500, and the DC / DC converter 600 used were configured in the same manner as in Example 1.
비교예 1Comparative Example 1
비교의 목적 하에, 전기화학 캐패시터(201)와 이차 전지(202)를 병렬로 연결하고, 트랜지스터와 IC 제어 회로 등의 조합을 통해 충전 전압을 4.2V로 유지하였고, 방전조건은 두 에너지 저장소자가 동시에 방전이 이루어지도록 설정하였고, 이것을 도 8에 나타내었다.For the purpose of comparison, the electrochemical capacitor 201 and the secondary battery 202 were connected in parallel, and the charging voltage was maintained at 4.2 V through a combination of a transistor and an IC control circuit, and the discharge condition was simultaneously determined by two energy storage devices. Discharge was set to occur, which is shown in FIG. 8.
실험예 1Experimental Example 1
상기 실시예 1 내지 3과 비교예에 의해 구성된 태양전지 발광시스템의 에너지 저장소자의 출력시간을 비교하기 위해 태양전지를 이용하여 5시간 충전하고, 암실에서 LED 발광시간을 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. In order to compare the output time of the energy storage device of the solar cell light emitting system configured by Examples 1 to 3 and Comparative Example, the battery was charged for 5 hours using a solar cell, and the LED emission time was measured in a dark room. Shown in
표 2에서 알 수 있듯이 실시예 1, 2, 3은 비교예 1에 비교하여 30시간 이상의 거의 동일한 LED 발광시간을 나타냄을 알 수 있고, 이것은 본 발명에서 제공한 하이브리드 에너지 저장소자 및 회로 장치가 고 에너지 밀도를 가진 태양전지 발광시스템을 구성할 수 있음을 의미한다. As can be seen from Table 2, Examples 1, 2, and 3 show almost the same LED emission time of 30 hours or more compared to Comparative Example 1, which is a hybrid energy storage device and a circuit device provided in the present invention. This means that a solar cell light emitting system having an energy density can be constructed.
실험예 2Experimental Example 2
실시예 1 내지 3과 비교예에 의해 구성된 하이브리드 에너지 저장소자의 수명을 실험하기 위해 전원 공급원으로 태양전지 대신 파워서플라이를 이용하여 정전압 조건으로 충전하고 LED 출력부하로의 방전을 유도하였다. In order to test the lifespan of the hybrid energy reservoirs according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples, the battery was charged under constant voltage conditions using a power supply instead of a solar cell as a power source, and discharged to an LED output load.
수명실험은 1시간 충전후 12시간 방전을 5회 실시하고, 다시 1시간 충전후 완전방전을 1회 실시하여 이러한 과정들을 반복적으로 실행하였다. 반복 횟수에 따른 출력 시간을 측정하여 도 7에 나타내었다. 도 7에서 알 수 있듯이 실시예 1, 2, 3에 의해 구성된 에너지 저장소자는 비교예 1에 비해 우수한 성능을 보이며, 이것은 본 발명에서 제공하는 하이브리드 에너지 저장소자와 이들의 방전 조건을 설정하는 회로 장치는 태양전지 발광시스템의 에너지 저장소자의 수명을 현저히 증가시킴을 시사한다. In the life test, 12 hours of discharge were performed 5 times after 1 hour of charging, and 1 hour of full discharge was performed after 1 hour of charging. The output time according to the number of repetitions is measured and shown in FIG. 7. As can be seen in Figure 7, the energy reservoirs configured by Examples 1, 2 and 3 show superior performance compared to Comparative Example 1, which is a hybrid energy reservoir provided by the present invention and a circuit device for setting their discharge conditions This suggests that the lifespan of the energy store of the solar cell light emitting system is significantly increased.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템은 다음과 같은 이점을 제공한다.As described above, the solar cell light emitting system according to the present invention provides the following advantages.
(1) 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템은 전기화학 캐패시터가 갖는 높은 파워와 우수한 수명특성의 이점을 향유한다. 따라서 반영구적인 충방전의 수행에 의해 유지보수 비용을 현저히 감소시킨다. (1) The solar cell light emitting system according to the present invention enjoys the advantages of high power and excellent life characteristics of the electrochemical capacitor. Therefore, the maintenance cost is significantly reduced by performing semi-permanent charging and discharging.
(2) 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템은 이차 전지가 갖는 높은 에너지 밀도의 이점을 향유한다. 장마철과 같이 태양광에 의한 에너지 축적이 거의 없는 경우에도, 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템은 이차 전지에 축적된 높은 에너지 밀도에 의해 주위를 밝힐 수 있다.(2) The solar cell light emitting system according to the present invention enjoys the advantage of the high energy density of the secondary battery. Even when there is little energy accumulation by sunlight as in the rainy season, the solar cell light emitting system according to the present invention can illuminate the environment by the high energy density accumulated in the secondary battery.
(3) 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템은 전기화학 캐패시터의 높은 파워와 우수한 수명특성에 의해 이차 전지의 단점인 수명특성을 개선하고, 이차 전지의 높은 에너지 밀도에 의해 전기화학 캐패시터의 단점인 짧은 방전시간의 문제점을 해결한다. 또한, 이차 전지와 캐패시터의 상보적 작용은 작은 중량 혹은 부피로도 출력 부하에 장시간 전력 공급을 가능케 한다.(3) The solar cell light emitting system according to the present invention improves the life characteristics, which are disadvantages of the secondary battery by the high power and excellent life characteristics of the electrochemical capacitor, and the short, which is the disadvantage of the electrochemical capacitor, by the high energy density of the secondary battery. Solve the problem of discharge time. In addition, the complementary action of the secondary battery and the capacitor enables a long time power supply to the output load even with a small weight or volume.
도 1은 태양전지 발광시스템의 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram of a solar cell light emitting system
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 원리를 설명하는 블록도2 is a block diagram illustrating the principle of a solar cell light emitting system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 에너지 저장소자의 방전 특성을 보여주는 그래프3 is a graph showing the discharge characteristics of the energy reservoir of the solar cell light emitting system according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 바람직한 구현예를 보여주는 블록도Figure 4 is a block diagram showing a preferred embodiment of the solar cell light emitting system according to the present invention
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 다른 바람직한 구현예를 보여주는 블록도Figure 5 is a block diagram showing another preferred embodiment of the solar cell light emitting system according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 태양전지 발광시스템의 또 다른 바람직한 구현예를 보여주는 블록도Figure 6 is a block diagram showing another preferred embodiment of the solar cell light emitting system according to the present invention
도 7은 실험예 2에 의한 실시예와 비교예의 수명 특성을 보여주는 그래프7 is a graph showing the life characteristics of the Example and Comparative Example according to Experimental Example 2
도 8은 비교예 1에 따른 태양전지 발광시스템의 블록도8 is a block diagram of a solar cell light emitting system according to Comparative Example 1
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
1: 태양전지 발광시스템 100: 태양전지 1: solar cell light emitting system 100: solar cell
200: 에너지 저장소자 201: 전기화학 캐패시터200: energy reservoir 201: electrochemical capacitor
202: 이차 전지 300: 충전제어회로202: secondary battery 300: charge control circuit
301. 301a, 302b: 충전회로 302, 303: 다이오드 301a, 302b: charging circuit 302, 303: diode
400: 방전제어회로 401: 제1 방전제어회로400: discharge control circuit 401: first discharge control circuit
402: 제2 방전제어회로 500: 발광부재402: second discharge control circuit 500: light emitting member
600: DC/DC 컨버터 700: 센서 회로600: DC / DC converter 700: sensor circuit
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