KR20070119391A

KR20070119391A - 자가 발전 가로등

Info

Publication number: KR20070119391A
Application number: KR1020060053987A
Authority: KR
Inventors: 김성태
Original assignee: 김성태
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2007-12-20
Also published as: KR100798492B1; US20090231838A1; WO2007145469A1; US8007124B2

Abstract

본 발명은 자가 발전 가로등을 개시한다. 본 발명에 따른 자가 발전 가로등은, 기둥과, 기둥의 일 측에 배치되고, 전기를 빛으로 변환하는 램프와, 기둥에 결합된 중앙 집광판, 및 중앙 집광판의 둘레를 따라 배열된 주변 집광판들을 구비하여 태양으로부터의 빛을 전기로 변환하는 집광부와, 중앙 집광판에 대해 주변 집광판들을 각각 접고 펼 수 있게 하는 접철 유닛과, 집광부에서 생성된 전기를 축적하는 축전부, 램프로 전기를 공급하는 전기 공급부, 및 램프의 발광을 제어하는 제어부를 포함하는 제어 박스를 포함한다.

Description

자가 발전 가로등{self-generating streetlight}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전 가로등의 사시도이다.

도 2는 도 1에 있어서, 도 1의 A구역을 확대 도시한 사시도이다.

도 3은 도 1의 자가 발전 가로등의 집광부가 접혀진 상태를 도시하는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 박스의 침수방지유닛을 도시한 도면이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

110..기둥 120..램프

130..집광부 131..중앙 집광판

132..보조 집광판 140..제어박스

145..축전부 146..전기공급부

147..제어부

본 발명은 자가 발전 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양의 빛을 전기로 변환하여 램프를 이용하여 빛을 발생하는 자가 발전 가로등에 관한 것이다.

일반적으로 가로등은 발전소에서 생산한 상용전력을 전력 공급원으로 하며, 타이머, 중앙제어, 센서에 의한 작동으로 전원이 공급되어 고압수은등, 형광등, 및 나트륨등을 광원으로 하는 램프를 점등한다.

한편, 가로등에는 상당히 많은 량의 전기가 소모되는데, 이렇게 소모되는 다량의 전기를 절약하고자 태양전지판이 설치된 자가 발전 가로등이 배치된다.

자가 발전 가로등은 지면에 고정된 기둥과, 기둥의 일 측에 결합되어 빛을 전기로 변환하는 집광부, 및 변환된 전기를 저장하는 축전지를 포함한다.

자가 발전 가로등은 낮 동안 태양전지에 의해 얻어진 전기를 축전지에 충전하였다가, 밤이 되면 충전된 전기를 이용하여 빛을 발광한다. 자가 발전 가로등은 태양에서 방출되는 많은 빛을 받아 최대한 많은 전기로 변환하기 위해 집광부가 넓어야한다. 하지만, 넓은 집광부를 사용하는 경우, 태풍과 같이 바람이 많은 주위환경에서는 넓은 집광부와 기둥 사이에 큰 응력이 작용하여 집광부가 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 이와 함께, 넓은 집광판은 자가 발전 가로등의 외관을 미려하지 않게 하는 문제점이 있다.

한편, 자가 발전 가로등에는 자가 발전 가로등을 제어하기 위한 인버터나, 축전지 등의 전자부품들이 마련된 제어 박스가 배치된다. 그런데, 비가 와서 제어 박스에 물이 스며들게 되면, 수분에 약한 전자제품에 습기가 차게 되어 결과적으로 제어 박스의 전자부품들이 손상된다. 이를 보완하기 위해 빗물받이 등의 보호 부재를 제어 박스의 상측에 설치하였으나, 장마철에는 많은 비가 내리기 때문에 지면 으로부터 제어 박스의 하측으로 물이 스며들어 빗물받이로는 침수가 되는 것을 해결할 수가 없다.

본 발명은 외관을 미려하게 하고, 집광부가 파손되는 것을 방지하며, 제어 박스가 침수되는 것을 방지하고, 집광부를 꽃 모양으로 형성한 자가 발전 가로등을 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자가 발전 가로등은, 기둥, 상기 기둥의 일 측에 배치되고, 전기를 빛으로 변환하는 램프, 상기 기둥에 결합된 중앙 집광판, 및 상기 중앙 집광판의 둘레를 따라 배열된 주변 집광판들을 구비하여 태양으로부터의 빛을 전기로 변환하는 집광부, 상기 중앙 집광판에 대해 상기 주변 집광판들을 각각 접고 펼 수 있게 하는 접철 유닛, 상기 집광부에서 생성된 전기를 축적하는 축전부, 상기 램프로 전기를 공급하는 전기 공급부, 및 상기 램프의 발광을 제어하는 제어부를 포함하는 제어 박스를 포함한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전 가로등의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 자가 발전 가로등(100)은, 기둥(110), 램프(120), 집광부(130), 접철 유닛, 및 제어 박스(140)를 구비한다.

기둥(110)은 자가 발전 가로등(100)의 몸체가 된다.

램프(120)는 기둥(110)의 일 측에 배치되어, 후술할 집광부(130)에 의해 변환된 전기를 빛으로 변환한다. 이러한 램프(120)는 고압수은등, 형광등, 발광소자(LED) 및 나트륨등 다양한 종류의 광원을 사용할 수 있다. 한편, 램프(120)의 외관은 꽃, 열매 및 곤충 모양으로 형성하여 외관을 미려하게 할 수 있다.

집광부(130)는 기둥(110)에 결합되어 태양으로부터 입사된 빛을 전기로 변환하는 것으로, 중앙 집광판(131)과 주변 집광판(132)을 포함한다. 이러한 집광부(130)는 단일의 태양전지모듈 또는 복수의 태양전지 모듈이 어레이(array)를 이루는 형태도 가능하다.

중앙 집광판(131)은 하나 이상의 태양전지가 배치되며, 기둥(110)에 결합된다. 중앙 집광판(131)은 우박이나 낙하물에 대해 파손이 되는 것을 방지하도록, 중앙 집광판(131)의 표면에 강화 유리나 강화 플라스틱 등이 설치될 수 있다.

주변 집광판(132)은 중앙 집광판(131)의 둘레를 따라 배열되며, 하나 이상의 태양전지가 배치된다. 주변 집광판(132)은 강풍에 부러지지않고 유연하게 대처할 수 있도록, 그 재질이 연성 재질로 형성될 수 있다. 상기와 같은 중앙 집광판(131)과 주변 집광판(132)은 자가 발전 가로등(100)의 외관이 미려하게 보일 수 있도록, 중앙 집광판(131)을 꽃심의 형상으로 하고, 주변 집광판(132)을 꽃잎의 모양으로 형성될 수 있다.

예컨대, 중앙 집광판(131)은 꽃의 중앙부의 형상으로 형성할 수 있고, 주변 집광판(132)은 꽃잎의 형상을 할 수 있다. 또한, 다양한 꽃들 중 해바라기의 색상에 대응되도록 집광부(130)의 색을 노란색으로 하고, 기둥(110)의 색을 초록색으로 할 수 있다.

접철 유닛은 중앙 집광판(131)에 대해 주변 집광판(132)들 각각을 접고 펼 수 있도록 중앙 집광판(131)과 주변 집광판(132)의 연결부위에 배치된 것으로, 힌지 축(133), 모터(134), 및 접철 제어부(135)를 포함할 수 있다.

힌지 축(133)은 주변 집광판(132)에 고정결합되고, 중앙 집광판(131)에 회전가능하도록 결합되어 상기 주변 집광판(132) 및 중앙 집광판(131)을 상대적으로 회전가능하게 결합한다.

모터(134)는 힌지 축(133)에 동력전달부재(136)를 통해 회전력을 제공하는 것으로, 중앙 집광판(131)에 고정된다. 여기서 동력전달부재(136)는 기어, 롤러, 및 벨트 등, 회전동력을 소정의 거리만큼 이격된 위치에 전달가능한 것이면 어떠한 부재를 사용하여도 무방하다.

접철 제어부(135)는 후술할 제어 박스(140)의 축전부(145)로부터 전기를 공급받아서 모터(134)에 전기를 공급한다. 이러한 접철 제어부(135)는 집광부(130)에서 감지된 광량을 전송받아서 광량이 기준치 이하이면 중앙 집광판(131)로부터 주변 집광판(132)을 접히게 하고, 광량이 기준치 이상이면 중앙 집광판(131)로부터 주변 집광판(132)을 펼치게 한다. 여기서, 자가 발전 가로등(100)에는 광 센서(111)를 더 구비하여, 집광부(130) 대신 광 센서(111)를 이용하여 광량을 감지할 수도 있다.

여기서, 기준치는 집광부(130)에서 전기를 충분히 얻을 수 있는 태양의 광량과 집광부(130)에서 전기를 얻기 힘든 태양의 광량의 경계값이다. 이러한 기준치 는 제조사에서 사전에 모의실험을 통해 저장된 값을 사용할 수 있다.

상기와 같은 자가 발전 가로등(100)은 태양에서 방출되는 많은 빛을 받아 최대한 많은 전기로 변환하기 위해, 집광부(130)와 태양에서 방출되는 빛이 이루는 각이 수직이 되는 것이 바람직하다. 이를 위해 집광부(130)에는 태양의 이동을 따라 집광부(130)를 회전시키는 미도시된 트래킹부가 배치될 수 있다.

또한, 강풍이 부는지 여부를 판단하여 중앙 집광판(131)에 대해 주변 집광판(132)을 펼쳐서 집광부(130)의 넓은 면적과 강한 바람이 맞닿게 되는 것을 방지하여 집광부(130)가 파손되는 것을 방지하도록 풍압 센서가 배치될 수 있다.

제어 박스(140)는 집광부(130)에 의해 빛으로부터 변환된 전기를 축적하는 축전부(145), 램프(120)로 전기를 공급하는 전기공급부(146), 및 램프(120)의 발광을 제어하는 제어부(147)를 포함한다.

제어 박스(140)에는 우천시 제어 박스(140)에 마련된 회로기판들의 침수를 방지하는 침수방지유닛(141,142,143,144, 도 4 참조)이 설치된다. 침수방지유닛은 제어 박스(140) 내로 유입된 수분이 기준치 이상인 경우, 제어 박스(140)내의 압력을 증가하여 수분의 유입을 방지하는 것으로, 공기저장용기(144), 수분 검출부(141), 및 공기 펌프(142)를 포함할 수 있다.

공기저장용기(144)는 하측이 개방되게 형성되어 회로기판들을 덮도록 배치된다. 이러한 공기저장용기(144)의 하측을 제외한 면은 공기가 세어나가는 것을 방지하도록 미세한 구멍이나 틈이 마련되지 않게 형성된 것이 바람직하다. 또한, 회로기판들에 전기가 흐르게 되면 열이 발생하게 되는데, 이와 같은 열이 방출되도록 공기저장용기(144)의 재질을 알루미늄이나 구리 등의 열전도성이 높은 재질로 형성하거나, 공기저장용기(144)의 내측 또는 외측에 방열판을 부착할 수 있다.

수분 검출부(141)는 제어 박스(140) 내로 유입된 수분을 검출하는 것으로, 수분을 검출하는데 사용되는 통상적인 수분 감지 센서가 사용될 수 있다. 이러한 수분 검출부(141)는 제어 박스(140)의 회로기판들이 침수되기 전에 물을 감지할 수 있도록, 최대한 낮은 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

공기펌프(142)는 수분 검출부(141)로부터 일정 이상의 수분이 검출되면, 공기저장용기(144) 내에 공기를 공급한다. 공기펌프(142)는 대기중의 공기를 흡입하여 압축하고, 압축된 공기를 제어 박스(140)와 기둥(110)사이에 설치된 공기전달부재(143)를 통해 제어 박스(140) 내의 공기저장용기(144)에 공급한다. 여기서, 공기전달부재(143)는 공기와 같은 유체를 전달할 수 있는 호스나 파이프 등 어느 것을 사용하여도 무방하다.

이러한, 침수방지유닛은 공기저장용기(144)를 제어 박스(140)내의 회로기판들 및 전기장치들을 덮어씌우게 배치하고, 공기저장용기(144)내에 공기전달부재(143)를 삽입하여 압축된 공기가 공기저장용기(144)에 채워지게 한다. 그러면 공기저장용기(144)가 배치되지 않은 상태보다 더욱 안정적으로 제어 박스(140)의 회로기판들이 침수되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같이 구성된 자가 발전 가로등(100)에 있어서, 자가 발전 가로등(100)의 동작 과정과 침수방지유닛의 동작 과정에 대해 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 태양이 뜨는 경우, 중앙 집광판(131)에 대해 주변 집광판(132)이 접혀져 있는 상태에서, 태양으로부터 발산된 빛이 집광부(130)에 입사된다. 집광부(130)는 광량을 감지하고, 감지된 광량을 접철 유닛의 접철 제어부(135)로 전송한다. 접철 제어부(135)는 전송된 광량이 기준치 이상인지 여부를 판단한다. 접철 제어부(135)가 전송된 광량이 기준치 이상이면, 접철 제어부(135)의 제어에 의해 중앙 집광판(131)에 고정된 모터(134)가 반 시계 방향으로 회전되고 모터(134)의 회전력은 동력전달부재(136)를 거쳐 힌지 축(133)을 회전시킨다. 힌지 축(133)이 회전함에 따라 힌지 축(133)과 고정결합된 주변 집광판(132)이 회전하게 되고, 주변 집광판(132)은 중앙 집광판(131)으로부터 펼쳐진다.

태양이 지는 경우에는, 태양이 져서 기준치 이하의 광량이 집광부(130)에 입사된다. 집광부(130)는 광량을 감지하고, 상기 입사 검출된 광량 데이터를 접철 제어부(135)로 전송한다. 접철 제어부(135)는 광량이 기준치 이상인지 여부를 판단한다. 접철 제어부(135)는 모터(134)를 시계방향으로 회전시키고 모터(134)의 회전은 동력전달부재(136)를 거쳐 힌지 축(133)을 회전시킨다. 힌지 축(133)이 회전을 하면 힌지 축(133)과 고정결합된 주변 집광판(132)이 회전하게 되고, 주변 집광판(132)은 중앙 집광판(131)으로부터 접혀진다. 상기와 같은 접철 유닛의 동작에 의해 집광부(130)의 중앙 집광판(131)에 대해 주변 집광판(132)이 접혀지고 펼쳐질 수 있게 구성됨으로써, 강풍이 부는 상황에서 집광부(130)의 넓은 면적과 강한 바람이 맞닿게 되는 것을 방지하여 집광부(130)가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 자가 발전 가로등(100)이 살아 움직이는 꽃으로 상상하거 나 느낄 수 있게 하는 효과가 있다.

도 4를 참조하여 침수방지유닛의 동작과정을 설명하면 다음과 같다. 장마철에 많은 비가 내려 도로 위로 물이 넘쳐 흐르게 되면, 통상적으로 도로상에 설치된 제어 박스(140)는 침수가 되기 시작한다. 물(W)이 제어 박스(140) 내로 유입되면 수분 검출부(141)에서 수분을 검출하게 되고, 제어 박스(140)는 공기펌프(142)를 작동시켜 외부의 공기를 압축하여 공기전달부재(143)를 통하여 공기저장용기(144)로 전달한다. 이렇게 압축된 공기는 제어 박스(140) 내의 공기압을 증가시킨다. 공기펌프(142)가 공기저장용기(144)에 공기를 주입시켜 공기압을 증가시킴으로써, 공기저장용기(144)는 제어 박스(140)의 회로기판들을 덮어서 물로부터 더욱 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 자가 발전 가로등은 접철 유닛의 동작에 의해 집광부의 중앙 집광판에 대해 주변 집광판이 접혀지고 펼쳐져서 집광부의 면적을 조절가능하도록 구성되어 강풍이 부는 상황에서 집광부와 바람이 닿는 면적을 작게 하여 강한 바람에 의해 자가 발전 가로등이 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 침수방지유닛에 의해 제어 박스에 실장된 회로기판들 및 전기장치들의 침수를 방지하여 회로기판들을 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 보행자에게 자가 발전 가로등이 살아 움직이는 꽃으로 상상하거나 느낄 수 있게 하는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

기둥;

상기 기둥의 일 측에 배치되고, 전기를 빛으로 변환하는 램프;

상기 기둥에 결합된 중앙 집광판, 및 상기 중앙 집광판의 둘레를 따라 배열된 주변 집광판들을 구비하여 태양으로부터의 빛을 전기로 변환하는 집광부;

상기 중앙 집광판에 대해 상기 주변 집광판들을 각각 접고 펼 수 있게 하는 접철 유닛; 및

상기 집광부에서 생성된 전기를 축적하는 축전부, 상기 램프로 전기를 공급하는 전기 공급부, 및 상기 램프의 발광을 제어하는 제어부를 포함하는 제어 박스를 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전 가로등.
제 1항에 있어서,

상기 접철 유닛은:

상기 주변 집광판에 고정결합되고, 상기 중앙 집광판에 회전가능하도록 결합되어, 이를 매개로 상기 중앙 집광판 및 주변 집광판을 상대적으로 회전 가능하게 결합하는 힌지 축;

상기 힌지 축에 회전력을 제공하는 모터; 및

상기 축전부로부터 전기를 공급하는 접철 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전 가로등.
제 2항에 있어서,

상기 접철 제어부는:

상기 집광부에서 감지한 광량 데이타를 제공받아서 상기 광량 데이터가 기준치 이하이면 상기 중앙 집광판방향으로 상기 주변 집광판이 접혀지게 하고, 상기 광량 데이터가 기준치 이상이면 상기 중앙 집광판로부터 상기 주변 집광판을 멀어지도록 펼치는 것을 특징으로 하는 자가 발전 가로등.
제 1항에 있어서,

상기 제어 박스는:

상기 제어 박스 내로 유입된 수분이 기준치 이상인 경우, 상기 제어 박스내의 압력을 증가하여 수분의 유입을 방지하는 침수방지유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전 가로등.
제 1항에 있어서,

상기 침수방지유닛은:

하측이 개방되어 상기 회로기판들을 덮을 수 있게 형성된 공기저장용기;

상기 제어 박스 내로 유입된 수분을 검출하는 수분 검출부; 및

상기 수분 검출부로부터 일정 이상의 수분이 검출되면, 상기 공기저장용기 내에 공기를 공급하는 공기펌프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전 가로 등.
제 1항에 있어서,

태양으로부터 광량을 감지하는 광 센서부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자가 발전 가로등.