KR20080099222A

KR20080099222A - 자연에너지를 이용한 가로등

Info

Publication number: KR20080099222A
Application number: KR1020080103464A
Authority: KR
Inventors: 이승근; 안경엽; 박기민
Original assignee: (주)지에이티
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2008-11-12

Abstract

본 발명은 태양 에너지 또는 풍력 에너지를 가로등의 동작 전력으로 사용할 수 있도록 하고, 곳곳에 설치된 가로등이 보안등이나 방범등 또는 공원 조명등 등 기본적인 기능 외에 광고 효과를 창출할 수 있도록 하는 자연에너지를 이용한 가로등에 관한 것으로서, GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 모듈; 외부에서 공급되는 전력과 제어신호를 근거로 HID 램프를 구동하는 HID 모듈; 외부에서 전력을 공급받아 EL 램프에 대한 조명 연출을 수행하는 EL 모듈; 태양 에너지 또는 풍력 에너지로부터 전력을 생성하여 배터리에 축전 제어하고, 이 축전된 전력을 상기 HID 모듈과 EL 모듈로 공급하며, 상기 GPS 모듈에서 제공되는 표준시각 정보에 근거하여, 상기 HID 모듈로 HID 램프의 구동전력 세기를 제어하는 제어신호를 제공하는 메인 모듈;을 구비하여 이루어진다.

태양, 가로등, EL 램프, HID 램프

Description

자연에너지를 이용한 가로등{street lamp which uses a natural energy}

본 발명은 자연에너지를 이용한 가로등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양 에너지 또는 풍력 에너지를 가로등의 동작 전력으로 사용할 수 있도록 하고, 곳곳에 설치된 가로등이 HID 램프를 통해 보안등이나 방범등 또는 공원 조명등 등 가로등의 기본적인 기능을 수행함은 물론 EL 램프를 통해 다양한 광고 효과를 창출할 수 있도록 하는 자연에너지를 이용한 가로등에 관한 것이다.

가로등은 밤중, 어두운 도로나 보도 같은 길에서 운전자나 보행자의 시야가 확보될 수 있도록 하여 사고 예방 및 범죄 예방을 위해 설치한다. 가로등은 대개 상용전원을 공급받아 해가 지면 자동으로 램프를 점등시키고 일출과 동시에 소등시킨다.

상용전원으로 사용되는 램프는 메탈 할라이등(170~450W) 또는 나트륨등(170~450W)을 사용하고 있으며, 램프의 전력 소모량이 커서 공원이나 도로 또는 보안등으로 사용하고 있다.

일반적으로 설치되는 가로등은 주로 충방전이 용이한 배터리를 사용하는데, 가로등에 사용되는 배터리는 유지보수가 불필요한 고성능 밀폐형 납축전지인 경우가 많다.

한편, 자연에너지인 태양에너지나 풍력에너지를 이용한 가로등도 많이 설치된다. 이러한 가로등은 태양전지 또는 풍력 발전기를 통해 생성된 전기를 배터리에 저장한 후 이 배터리로부터 전기를 공급받아 가로등 램프를 구동시키게 된다.

대개의 경우 가로등 램프는 소비전력을 최소화하기 위하여 LED를 사용한다.

그런데, 이 LED는 직진성이 강하기 때문에 직접적인 조명을 필요로 하는 곳에 설치되는 것이 적합하므로 가로등, 방범등, 공원등 등에 사용하기는 매우 어려운 문제점이 있다.

또 이러한 종래의 가로등들은 곳곳에 설치되어 어두운 곳을 밝혀 주는 기능만을 하기 때문에 이렇게 많은 가로등을 이용하여 가로등이 제공하는 기본적인 효과 외의 또 다른 효과를 창출할 수 있도록 하는 아이디어가 요구된다.

또한 종래의 가로등들은 대개 원통이나 다각형 구조의 등주를 가지기 때문에 심한 바람이나 외부 충격에 의해 쉽게 쓰러지고, 심한 경우 이렇게 쓰러지는 가로등에 의해 2차적인 인명피해가 발생할 수 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 사항을 감안하여 고안된 것으로서, 태양 에너지 또는 풍력 에너지를 가로등의 동작 전력으로 사용할 수 있도록 하고, 곳곳에 설치된 가로등이 보안등이나 방범등 또는 공원 조명등 등 기본적인 기능 외에 광고 효과를 창출할 수 있도록 하는 자연에너지를 이용한 가로등을 제공하고자 한다.

또 본 발명은 H빔 형태의 등주를 구성하여 강한 바람이나 외부 충격에도 쉽게 쓰러지지 않는 자연에너지를 이용한 가로등을 제공하고자 한다.

또 본 발명은 HID 램프를 사용하여 전력 소비를 절감할 수 있도록 하고, 이 HID 램프의 구동을 일몰과 일출시각 등을 고려하여 능동적이 제어를 수행함으로써 보다 더 효과적인 전력 절감 및 램프 수명 연장을 실현할 수 있는 자연에너지를 이용한 가로등을 제공하고자 한다.

또 본 발명은 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신할 수 있는 GPS 수신기와 연동하여 표준시각 정보를 수신 받아 정확한 일몰 및 일출 시각에 가로등 조명 제어가 가능한 자연에너지를 이용한 가로등을 제공하고자 한다.

또 본 발명은 광고판의 백라이트로 사용되는 EL 시트의 각 램프를 임의로 구동 제어할 수 있도록 하여 광고 효과를 배가시킬 수 있는 자연에너지를 이용한 가로등을 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 가로등에 있어서, GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 모듈; 외부에서 공급되는 전력과 제어신호를 근거로 HID 램프를 구동하는 HID 모듈; 외부에서 전력을 공급받아 EL 램프에 대한 조명 연출을 수행하는 EL 모듈; 태양 에너지 또는 풍력 에너지로부터 전력을 생성하여 배터리에 축전 제어하고, 이 축전된 전력을 상기 HID 모듈과 EL 모듈로 공급하며, 상기 GPS 모듈에서 제공되는 표준시각 정보에 근거하여, 상기 HID 모듈로 HID 램프의 구동전력 세기를 제어하는 제어신호를 제공하는 메인 모듈;을 구비하여 이루어진다.

상기 메인 모듈은 태양빛을 전력으로 변환하는 태양전지; 블레이드 회전력을 전력으로 변환하는 풍력발전기; 상기 태양전지와 풍력발전기에서 생성된 전력을 배터리 충전조건과 일치되도록 처리하기 위한 MPPT 처리부; 상기 처리된 전력을 축적하는 배터리; 상기 배터리에서 상기 HID 모듈과 EL 모듈로 출력되는 전력을 스위칭 하는 스위칭 수단; 상기 스위칭 수단을 제어함과 더불어 상기 HID 모듈로 제어신호를 제공하는 메인 CPU; 이 메인 CPU의 제어용 데이터가 저장되는 메모리;를 구비하여 이루어진다.

상기 메인 모듈의 메인 CPU는, 상기 메모리에 저장되어 있는 일몰시각을 근거로, 제1 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력을 100% 공급하고, 제1 설정시간이 경과되면 제2 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력을 50%에서 순차적으로 높여 공급하도록 제어하고, 제1 설정시각이 되면 일출 1시간 전인 제2 설정시각까지 HID 램프에 대한 구동전력을 50% 공급하도록 제어하고, 제2 설정시각이 되면 제3 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력을 100% 공급하도록 제어하고, 제3 설정시간이 경과되면 제4 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력을 순차적으로 낮추어 공급하도록 제어하도록 구성할 수 있다.

상기 HID 모듈은, 상기 메인 모듈에서 제어신호를 수신하는 HID CPU; 상기 HID CPU의 제어 하에 HID 램프의 구동전력을 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하는 PWM 제어부; 상기 PWM 제어부에서 출력되는 PWM 신호를 위상 정류하는 위상 브릿지; 입력되는 PWM 신호에 따라 HID 램프를 구동하는 램프 구동부; 과전압 및 과전류를 검출하는 과전압 및 과전류 디텍터;를 구비하여 이루어진다.

상기 EL 모듈은, 복수 개로 이루어진 EL 램프를 선택적으로 구동하여 조명 연출을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 EL CPU; 상기 EL 램프들로 입력되는 구동전력을 단속하는 스위치; 상기 EL CPU의 제어신호에 맞게 EL 램프들을 구동하기 위한 파형을 상기 스위치로 출력하는 게이트 드라이버; 상기 EL 램프에 대한 조명 연출 방법을 설정할 수 있는 외부 입력키;를 구비하여 이루어진다.

상기 EL CPU는 일정 개수의 EL 램프를 블록 단위로 제어하는 제어신호를 출력하도록 구성할 수 있다.

상기 EL 램프에는, 광고 목적에 맞는 이미지가 새겨진 광고 시트; EL 램프의 빛이 후방으로 방사되는 것을 방지하는 차단 시트가 구비되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 태양 에너지 또는 풍력 에너지를 가로등의 동작 전력으로 사용할 수 있도록 하고, 곳곳에 설치된 가로등이 보안등이나 방범등 또는 공원 조명등 등 기본적인 기능 외에 광고 효과를 창출할 수 있도록 한다.

또 본 발명은 H빔 형태의 등주를 구성하여 강한 바람이나 외부 충격에도 쉽게 쓰러지지 않는다.

또 본 발명은 HID 램프를 사용하여 전력 소비를 절감할 수 있도록 하고, 이 HID 램프의 구동을 일몰과 일출시각 등을 고려하여 능동적이 제어를 수행함으로써 보다 더 효과적인 전력 절감 및 램프 수명 연장을 실현할 수 있다.

또 본 발명은 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신할 수 있는 GPS 수신기와 연동하여 표준시각 정보를 수신 받아 정확한 일몰 및 일출 시각에 가로등 조명 제어가 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 기구적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 EL 광고판의 상세도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 전기적인 구성도이고, 도 4의 (a) 내지 (d)는 도 3에 도시한 EL 램프 시트에서 EL 램프 조명 연출의 예시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등에서 HID 램프 구동 방법의 예시도이다.

본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등은 태양에너지나 풍력에너지를 이용하여 보안등이나 조명등 또는 광고등에 사용할 수 있는 가로등에 관한 것으로서, 우선 도 1 및 도 2를 참조하여 기구적인 구성에 대해서 설명한다.

본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이 H 빔 등주(10), 베이스(12), 연결 바(14), HID 램프부(16), EL 광고판(18), 태양전지판(20), 절곡부(22), 배터리 덮개(24), 플랜지 커플링(26), 블레이드(28), 풍력발전기(30) 등을 구비하여 이루어진다.

상기 H 빔 등주(10)는 그 단면이 H 빔 형태로 이루어지는 것으로서, 이 H 빔 등주(10)는 수직 연장되다가 상부에서 2회 절곡되어 일방향으로 볼록한 절곡 부위가 형성되는 절곡부(22)가 구비되고, 상기 연결 바(14)는 절곡부에 HID 램프부(16)를 연결하기 위한 것이고, 상기 베이스(12)는 상기한 바와 같은 H 빔 등주(10)를 지면에 고정 지지하기 위한 것이다.

상기 EL 광고판(18)은 상기 H 빔 등주(10)의 절곡부(22)에 고정 설치되는 것으로서, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 EL 광고판(18)은 광고 시트(42)와 EL 시트(40) 및 차단 시트(44)가 구비되어 이루어진다. 상기 광고 시트(42)는 목적하는 광고 효과를 내기 위해 제작되는 그림이나 글씨 등 이미지가 인쇄된 것이고, 상기 EL 시트(40)는 다수의 EL 램프들로 이루어져 상기 광고 시트(42)에 백라이트 기능을 제공하는 것이며, 상기 차단 시트(44)는 상기 EL 시트(40)에서 발생된 빛이 후방으로 방사되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 EL 광고판(18)은 가운데에 하나의 차단 시트(44)를 구비하고, 이 차단 시트(44) 양쪽에 EL 시트(40)와 광고 시트(42)를 각각 구비하여 양 방향으로 광고 이미지를 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.

또 상기 EL 광고판(18)은 차단 시트(44)를 구비하지 않고 광고 시트(42)를 투명 재질로 구성한 후 광고 시트(42)를 EL 시트(40) 양쪽에서 코팅하는 방법을 통해 양방향에서 광고 이미지를 볼 수 있도록 하는 것도 가능하다.

상기 EL 광고판(18)의 광고 시트(42)와 EL 시트(40)는 원형 또는 다각형의 판 형태로 만들어져 서로 겹쳐지도록 구성할 수 있고, 광고하고자 하는 그림이나 글씨 등 목적하는 광고 이미지의 형상대로 광고 시트(42)와 EL 시트(40)를 재단한 후 광고 시트(42)를 EL 시트(40)에 코팅하는 형식으로 구성할 수 있다.

상기 태양전지판(20)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이고, 상기 플랜지 커플링(26)은 상하부가 상호 결합되어 태양전지판(20)을 H 빔 등주(10)에 고정 지지하는 것이다. 상기 플랜지 커플링(26)의 상하부 플랜지에는 각기 복수 개의 체결 홀이 형성되고, 이 체결 홀을 통해 나사 결합되게 된다. 작업자는 가로등 설치 시 태양 위치를 고려하여 태양전지판(20)을 임의로 회전시켜 설치할 수 있다.

상기 블레이드(28)는 회전체이고, 풍력발전기는 블레이드(28)의 회전력에 의해 전력을 발생시키는 것이다.

한편, 도 1에는 도시하지 않았지만 본 발명에 따른 가로등에는 GPS 위성으로부터 GPS 정보, 특히 표준시각 정보를 수신하는 GPS 수신기가 설치되는데, 이 GPS 수신지는 태양전지판(20)의 배면이나 H 빔 등주(10) 등 적절한 장소에 설치될 수 있다.

그리고 상기 H 빔 등주(10)는 H 빔 형태를 취하기 때문에 H 빔 가운데의 베이스 판과 양쪽의 플랜지 판에 의해 형성되는 공간부에 배터리나 제어박스를 수납할 수 있고, 마감 처리는 배터리 덮개(24)로 가능하다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 전기적인 구성을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등은 메인 모듈(100)과 HID 모듈(200), EL 모듈(300) 및 GPS 모듈(400)이 구비된다.

상기 GPS 모듈(400)은 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 것이고, 상기 HID 모듈(200)은 메인 모듈(100)에서 공급되는 전력과 제어신호를 근거로 HID 램프(214)를 구동하는 것이고, 상기 EL 모듈(300)은 메인 모듈(100)에서 전력을 공급받아 EL 램프(314)에 대한 조명 연출을 수행하는 것이고, 상기 메인 모듈(100)은 태양 에너지 또는 풍력 에너지로부터 태양전지(20) 또는 풍력발전기(30)를 통해 전력을 생성하여 배터리에 축전 제어하고, 이 축전된 전력을 상기 HID 모듈(200)과 EL 모듈(300)로 공급하며, 상기 GPS 모듈(400)에서 제공되는 표준시각 정보에 근거하여, 상기 HID 모듈(200)로 HID 램프(214)의 구동전력 세기를 제어하는 제어신호를 제공하는 것이다.

보다 상세하게, 상기 메인 모듈(100)은, 태양빛을 전력으로 변환하는 태양전지(20), 블레이드(28)의 회전력을 전력으로 변환하는 풍력발전기(30), 상기 태양전지(20)와 풍력발전기(30)에서 생성된 전력을 배터리 충전조건과 일치되도록 처리하기 위한 MPPT(maximum power point tracking) 처리부(108), 상기 MPPT 처리부(108)에서 처리된 전력을 축적하는 배터리(112), 상기 배터리(112)의 충전전력을 각기 상기 HID 모듈(200)과 EL 모듈(300)로 스위칭 하는 스위칭부(116, 118), 상기 스위칭부(116, 118)를 제어함과 더불어 상기 HID 모듈(200)로 제어신호를 제공하는 메 인 CPU(102) 및 상기 메인 CPU(102)의 제어용 데이터가 저장되는 메모리(128)를 구비하여 구성된다.

상기 메인 모듈(100)은, 가정용 전력 공급을 위한 스위칭부(114)가 더 구비될 수 있다. 이 스위칭부(114)는 메인 CPU(102)의 제어 하에 스위칭 동작되면서 가정용 전력 공급을 단속하게 된다.

상기 MPPT 처리부(108)와 배터리(112)의 사이에는 스위칭부(110)가 구비되고, 이 스위칭부(110)는 메인 CPU(102)의 제어 하에 충전 또는 방전 시 경로를 설정하게 된다.

그리고 상기 스위칭부(114, 116, 118)의 각 후단에는 해당 모듈로 전력을 출력하기 위한 출력 모듈(120, 122, 124)이 구비되고, 각 출력 모듈(120, 122, 124)에는 과전류 디텍터(126)가 연결되어 있다. 상기 메인 CPU(102)는 외부의 로터리 딥스위치(130)에서 설정되는 동작 조건에 따라 다양한 제어가 가능하다.

도 5a 내지 도 5c의 타이밍차트에 상기 메인 모듈(100)이 HID 모듈(200)을 통해 HID 램프를 디밍(dimming) 제어하는 것을 예시적으로 나타내었다.

우선 도 5a의 타이밍차트를 설명하면, 상기 메인 모듈(100)의 메인 CPU(102)는, 상기 메모리(128)에 저장되어 있는 일몰시각을 근거로, 제1 설정시간(도 5a의 a구간) 동안 HID 램프(214)에 대한 구동전력을 100% 공급하고, 제1 설정시간이 경과되면 제2 설정시간(도5a의 b구간)이 종료되는 제1 설정시각(일몰 1시간 이후 시각)까지 HID 램프(214)에 대한 구동전력을 50%에서 계단파 형태로 순차적으로 높여 공급하도록 제어한다.

이어서, 상기 메인 CPU(102)는 제2 설정시각(자정)이 되면 제3 설정시각(일출 1시간 이전 시각)까지 HID 램프(214)에 대한 구동전력을 50% 공급하도록 제어하고, 제3 설정시각이 되면 제3 설정시간(도 5a의 c구간) 동안 HID 램프(214)에 대한 구동전력을 100% 공급하도록 제어한다.

이어서, 상기 메인 CPU(102)는 제3 설정시간이 경과되면 제4 설정시간(도 5a의 d구간) 동안 HID 램프(214)에 대한 구동전력이 50%로 낮아질 때까지 계단파 형태로 순차적으로 낮추어 공급하고, 일출시각이 되면 제5 설정시간(도 5a의 e구간)이 경과될 때까지 HID 램프(214)에 대한 구동전력을 1차함수 형태로 순차적으로 낮추어 공급하도록 제어한다.

다음으로, 도 5b의 타이밍차트를 설명하면, 상기 메인 모듈(100)의 메인 CPU(102)는, 제3 설정시각이 도달하기 전까지는 상기 도 5a의 타이밍차트를 참조하여 설명한 바와 동일한 제어동작을 수행하고, 이후 제3 설정시각이 되면 제6 설정시간(도 5b의 f구간) 동안 HID 램프(214)에 대한 구동전력을 100% 공급하도록 제어하다가 일출시각이 되면 구동전력을 차단하도록 제어한다.

다음으로, 도 5c의 타이밍차트를 설명하면, 상기 메인 모듈(100)의 메인 CPU(102)는 자정에 도달하기 전까지는 상기 도 5b의 타이밍차트를 참조하여 설명한 바와 동일한 제어동작을 수행하고, 이후 자정이 되면 HID 램프의 구동전력이 차단되도록 제어하다가 일출 1시간 전이 되면 일출시각까지 HID 램프의 구동전력을 100% 공급하도록 제어한다.

상기한 바와 같이 HID 램프(214)에 대한 디밍 제어는 일몰 및 일출 시각을 근거로 수행되는데, 이 일몰 및 일출 시각은 사전에 메모리(128)에 저장된 정보일 수 있고, 시스템이 초기화된 이후 가동하는 도중에 자체적으로 태양에너지의 양을 측정하여 다음 날의 일출 및 일몰 시각을 추정 연산한 정보를 사용할 수 있다.

한편, 상기 GPS 모듈(400)은 GPS 안테나(404)와 GPS CPU(402)가 구비되어 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 특히 표준시각 정보를 추출하여 메인 모듈(100)에 제공하게 된다.

상기 메인 모듈(100)은 상기 GPS 모듈(400)로부터 제공되는 표준시각 정보를 근거로 각 램프(214, 314)들을 점멸시키는 제어동작을 수행하기 위한 장치들을 동기화하는 것이 바람직하다.

상기 HID 모듈(200)은, 상기 메인 모듈(100)에서 제어신호를 수신하는 HID CPU(202), 상기 메인 모듈(100)에서 공급되는 전력을 처리하는 메인 컨트롤 유닛(204), 상기 HID CPU(202)의 제어 하에 HID 램프(214)의 구동전력을 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하는 PWM 제어부(206), 상기 PWM 제어부(206)에서 출력되는 PWM 신호를 위상 정류하는 위상 브릿지(208), 입력되는 PWM 신호에 따라 HID 램프(214)를 구동하는 램프 구동부(212), 과전압 및 과전류를 검출하는 과전압 및 과전류 디텍터(210)를 구비하여 이루어진다.

상기 EL 모듈(300)은, 복수 개로 이루어진 EL 램프(314)를 선택적으로 구동하여 조명 연출을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 EL CPU(302), 상기 메인 모듈(100)에서 공급되는 전력을 처리하는 메인 컨트롤 유닛(304), 상기 EL 램프(302)로 입력되는 램프 구동부(312)의 구동전력을 단속하는 스위치(310), 상기 EL CPU(302)의 제어신호에 맞게 EL 램프(314)를 구동하기 위한 파형을 상기 스위치(310)로 출력하는 게이트 드라이버(308), 상기 EL 램프(314)에 대한 조명 연출 방법을 설정할 수 있는 외부 입력키(306)를 구비하여 이루어진다.

상기 EL 램프(314)는 EL 시트(40)에 다수 설치되는데, 상기 EL CPU(302)는 각 EL 램프(314)마다 개별적으로 점멸 제어를 수행할 수 있지만, 각 EL 램프(314)를 일정 개수별로 블록 단위로 구획한 후 각 블록별로 점멸 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 EL 시트(40)에 배치된 EL 램프(314)를 도 4의 (b) 내지 (d)에 도시한 바와 같이 목적에 맞도록 블록 단위로 구획한 후 동일 블록 내 EL 램프(314)는 동시에 점멸되도록 구성될 수 있다. 이러한 제어 동작은 EL 모듈(300)의 EL CPU(302)에 의해 수행된다.

상기 외부 입력키(306)는 사용자가 EL 램프(314)의 구동방법을 선택 입력할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 즉, 사용자는 도 4에 도시한 바와 같은 블록 단위별 제어 또는 기타 유용한 제어 동작을 임의로 설정 입력할 수 있도록 되어 있고, 이러한 입력에 따라 EL 모듈(300)은 광고판(18)에 대한 다양한 조명 연출을 수행하게 된다.

또 상기 제어박스의 메인 CPU(102)는 주위의 조도를 센싱하는 조도 센서(미도시)로부터 입력되는 신호를 근거로 HID 램프(214)나 EL 시트(40)의 구동을 온/오프 제어하도록 구성될 수 있다. 이때 조도 센서는 가로등 구성요소 중 주위의 조도를 대표할 수 있는 적절한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 본 발명은 태양 에너지와 풍력에너지를 이용하여 가로등에 설치되는 HID 램프로 전원을 공급하여 보안등이나 방범등 또는 공원 조명등 등 가로등의 기본적인 기능을 수행할 수 있도록 함은 물론 EL 램프를 이용하여 광고 효과를 창출할 수 있도록 한다.

또 본 발명은 HID 램프를 사용하여 전력 소비를 절감할 수 있도록 하고, 이 HID 램프의 구동을 일몰과 일출시각 등을 고려하여 능동적인 제어를 수행함으로써 보다 더 효과적인 전력 절감 및 램프 수명 연장을 실현할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 기구적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등의 전기적인 구성도.

도 3은 도 1에 도시한 EL 광고판의 상세도.

도 4의 (a) 내지 (d)는 도 3에 도시한 EL 램프 시트에서 EL 램프 조명 연출의 예시도.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 자연에너지를 이용한 가로등에서 HID 램프 구동 방법의 예시도.

* 도면 주요부의 간단한 부호 설명

10 : 등주 12 : 베이스

14 : 연결 바 16 : HID 램프

18 : EL 광고판 20 : 태양전지판

22 : 절곡부재

24 : 배터리 덮개 26 : 플랜지 커플링

28 : 블레이드 30 : 풍력발전기

100 : 메인 모듈

200 : HID 모듈

300 : EL 모듈

400 : GPS 모듈

Claims

가로등에 있어서,

GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 모듈;

외부에서 공급되는 전력과 제어신호를 근거로 HID 램프를 구동하는 HID 모듈;

외부에서 전력을 공급받아 EL 램프에 대한 조명 연출을 수행하는 EL 모듈;

태양 에너지 또는 풍력 에너지로부터 전력을 생성하여 배터리에 축전 제어하고, 이 축전된 전력을 상기 HID 모듈과 EL 모듈로 공급하며, 상기 GPS 모듈에서 제공되는 표준시각 정보에 근거하여, 상기 HID 모듈로 HID 램프의 구동전력 세기를 제어하는 제어신호를 제공하는 메인 모듈;

을 구비하여 이루어지는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 1항에 있어서, 상기 메인 모듈은,

태양에너지를 전력으로 변환하는 태양전지;

블레이드 회전력을 전력으로 변환하는 풍력발전기;

상기 태양전지와 풍력발전기에서 생성된 전력을 배터리 충전조건과 일치되도록 처리하기 위한 MPPT 처리부;

상기 MPPT 처리부에서 처리된 전력을 축적하는 배터리;

상기 배터리의 충전전력을 상기 HID 모듈과 EL 모듈로 스위칭 하는 스위칭부;

상기 스위칭부를 제어함과 더불어 상기 HID 모듈로 제어신호를 제공하는 메인 CPU;

상기 메인 CPU의 제어용 데이터가 저장되는 메모리;를 구비하여 이루어지는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 2항에 있어서, 상기 메인 모듈은,

가정용 전력 공급을 위한 스위칭부;가 더 구비되어 이루어지는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 2항에 있어서, 상기 메인 모듈의 메인 CPU는,

일몰 및 일출 시각을 근거로, 제1 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력을 100% 공급하고,

제1 설정시간이 경과되면 제2 설정시간이 종료되는 제1 설정시각까지 HID 램프에 대한 구동전력을 50%에서 계단파 형태로 순차적으로 높여 공급하도록 제어하고,

제2 설정시각이 되면 제3 설정시각까지 HID 램프에 대한 구동전력을 50% 공 급하도록 제어하고,

제3 설정시각이 되면 제3 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력을 100% 공급하도록 제어하고,

제3 설정시간이 경과되면 제4 설정시간 동안 HID 램프에 대한 구동전력이 50%로 낮아질 때까지 계단파 형태로 순차적으로 낮추어 공급하고,

일출시각이 되면 제5 설정시간이 경과될 때까지 HID 램프에 대한 구동전력을 1차함수 형태로 순차적으로 낮추어 공급하도록 구성되는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 1항에 있어서,

상기 HID 모듈은,

상기 메인 모듈에서 제어신호를 수신하는 HID CPU;

상기 HID CPU의 제어 하에 HID 램프의 구동전력을 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하는 PWM 제어부;

상기 PWM 제어부에서 출력되는 PWM 신호를 위상 정류하는 위상 브릿지;

입력되는 PWM 신호에 따라 HID 램프를 구동하는 램프 구동부;

과전압 및 과전류를 검출하는 과전압 및 과전류 디텍터;

를 구비하여 이루어지는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 1항에 있어서,

상기 EL 모듈은,

복수 개로 이루어진 EL 램프를 선택적으로 구동하여 조명 연출을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 EL CPU;

상기 EL 램프들로 입력되는 구동전력을 단속하는 스위치;

상기 EL CPU의 제어신호에 맞게 EL 램프들을 구동하기 위한 파형을 상기 스위치로 출력하는 게이트 드라이버;

상기 EL 램프에 대한 조명 연출 방법을 설정할 수 있는 외부 입력키;

를 구비하여 이루어지는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 6항에 있어서, 상기 EL CPU는,

일정 개수의 EL 램프별로 블록을 설정하고, 이 블록 단위로 조명 연출을 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 자연에너지를 이용한 가로등.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,

상기 EL 램프에는, 광고 목적에 맞는 이미지가 새겨진 광고 시트; EL 램프의 빛이 후방으로 방사되는 것을 방지하는 차단 시트가 구비되어 이루어지는 자연에너 지를 이용한 가로등.