KR20100108863A - Led street light system - Google Patents

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KR20100108863A
KR20100108863A KR1020090027131A KR20090027131A KR20100108863A KR 20100108863 A KR20100108863 A KR 20100108863A KR 1020090027131 A KR1020090027131 A KR 1020090027131A KR 20090027131 A KR20090027131 A KR 20090027131A KR 20100108863 A KR20100108863 A KR 20100108863A
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street light
power line
led street
central control
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KR1020090027131A
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배정환
이준기
조대성
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(주)인텍에프에이
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Abstract

PURPOSE: An LED street light lamp system is provided to remove a separate communication line for data communications by executing a data communication process through a power line which is connected between a plurality of LED street light lamps and a central control device. CONSTITUTION: A solar energy generating apparatus(110) generates a DC power by using solar energy. A first DC-DC transform unit(120) changes the voltage of the DC power into a transmission voltage. A DC power transmitting/receiving part(130) transmits the DC power of the first DC-DC transform unit to a central control device. The DC power transmitting/receiving part receives the DC power from the central control device. An LED module(140) generates light by receiving the DC power. A second DC-DC transform unit(150) changes the DC power into the driving voltage of the LED module. A street light lamp power line communications part(160) executes a data communications process with the central control device. A street light lamp controller(170) controls the operation of the element of the LED street light lamp.

Description

자연 에너지를 이용한 ＬＥＤ 가로등 시스템 {LED street light system}LED street light system using natural energy {LED street light system}

본 발명은 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력을 발생시키는 발전 장치를 포함하는 다수의 LED 가로등과, 이러한 다수의 LED 가로등과 전력선을 통하여 상호간 직류 전력 및 데이터를 송수신하는 중앙 제어 장치를 포함하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an LED street light system using natural energy, and more particularly to a plurality of LED street light including a power generation device for generating power, and to transmit and receive DC power and data between each other through the plurality of LED street light and power lines The present invention relates to an LED street light system using natural energy including a central control unit.

일반적으로 도로에 설치되어 야간이나 또는 우천시, 안개 등에 의하여 어둡게 되면 가로등이 점등되어 보행자나 차량 등에 도로의 정보 및 주변 상황 등에 대한 정보를 제공하게 된다. 이러한 기존의 가로등은 전력 계통으로부터 전원을 공급받아서 점등하게 되는데, 이 경우 많은 전력 비용이 소모되어 가로등 운용에 대한 비용적인 측면에서 부담이 매우 가중되었다.In general, when installed in the road is dark at night or rainy weather, fog, the street light is turned on to provide information on the road and surrounding conditions, such as pedestrians and vehicles. Such a conventional street light is turned on by receiving power from a power system. In this case, a lot of power costs are consumed, and the burden on the cost of the street lamp operation is very heavy.

이에 자연 에너지를 이용하여 가로등을 점등시키도록 하는 방안이 제안되고 있는데, 일반적인 자연 에너지 즉, 태양광, 풍력, 수력 등을 이용하여 발생된 에너지를 전력 계통에 환원 시키고, 가로등 점등시간은 대부분이 심야시간이기 때문에 가격이 저렴한 심야 전력을 이용하여 가로등을 점등시키는 장치이다. 이러한 종래 기술은 일반적으로 충전 장치로 배터리를 사용하게 되는데, 이는 상당히 고가이며, 수명에 한계를 가지므로, 운영비용이 상승하게 되는 단점이 있다.In this regard, a method of lighting a street lamp using natural energy has been proposed. The energy generated by using natural energy, ie, sunlight, wind, and hydropower is reduced to the power system, and the lighting time of the street lamp is mostly midnight. Because it is time, it is a device that turns on the street lamp by using low-cost late night power. This prior art generally uses a battery as a charging device, which is quite expensive and has a disadvantage in that the operating cost is increased, because it has a limited lifetime.

그러므로, 대부분 충전장치를 제외시킨 상태에서 자연 에너지에 의하여 전력을 발생시켜 가로등을 점등하게 되며, 이 경우 가로등 점등 시에 남겨진 잉여 전력은 열저항 등에 의하여 인위적으로 소모시키게 되어, 잉여 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있었다.Therefore, most of the charging device is removed to generate power by natural energy to turn on the street lamp, and in this case, the surplus power left when the street lamp is turned on is artificially consumed by thermal resistance, thereby wasting excess power. There was a problem.

한편, 가로등의 문제점 중 하나는 우천 시 누설 전력으로 인한 감전 사고가 종종 발생한다는 점이다. 현재 이러한 감전 사고를 예방하기 위한 조치로서 가로등에 대한 안전 인증 절차 수행하고 있으나, 안전 인증 절차에 통과된 가로등이라 하더라고 제품 생산 시 하자가 발생하거나, 사용 중 관리 소홀로 인한 전력 누설이 생기는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 원천적으로 이러한 감전 사고를 예방할 수 있는 가로등 시스템이 절실히 요구되는 상황이다.On the other hand, one of the problems of street lamps is that an electric shock accident often occurs due to leakage power in rainy weather. As a measure to prevent such electric shocks, safety certification procedures for street lamps are currently being carried out.However, street lamps that have passed the safety certification procedure may cause defects in the production of the product or power leakage due to negligence in management. Can be. Therefore, there is an urgent need for a streetlight system that can prevent such an electric shock.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 LED 가로등이 점등되지 않는 시간에 발생한 전력을 전력 계통에 환원하고, 가격이 싼 심야 전력을 이용하여 안정적인 전력 발생이 이루어지도록 함과 아울러, 다수의 LED 가로등과 이들을 제어하기 위한 중앙 제어 장치 간에는 직류 전력을 송수전함으로써 LED 가로등에 대한 안전 인증이 불필요하게 되고, 누설 전력으로 인한 감전 사고를 방지하기 위함이다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the problem to be solved by the present invention is to reduce the power generated at the time when the LED street light is not turned on to the power system, stable power generation using a cheap night power In addition to this, a plurality of LED streetlights and the central control unit for controlling them by transmitting and receiving a direct current power is no need for safety certification for the LED streetlight, and to prevent an electric shock due to leakage power.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다수의 LED 가로등과 중앙 제어 장치 간에 연결된 전력선을 통하여 데이터 통신을 수행함으로써, 별도의 통신 선로 설치 없이 데이터 통신을 가능토록 하여, 시스템 구축 비용을 절감하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is to perform a data communication through a power line connected between a plurality of LED street light and the central control device, to enable data communication without installing a separate communication line, to reduce the system construction cost.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 자연 에너지를 이용하여 전력을 발생시키는 발전 장치를 포함하는 다수의 LED 가로등; 상기 다수의 LED 가로등과 제1 전력선을 통하여 연결되며, 상기 제1 전력선을 통하여 상호간 직류 전력 및 데이터를 송수신하는 중앙 제어 장치; 및 교류 전력을 송수전하는 제2 전력선을 통하여 상기 중앙 제어 장치와 연결되는 전력 계통을 포함하며, 각 LED 가로등은 태양광 에너지를 이용하여 직류 전력을 생산하는 태양광 발전 장치; 상기 태양광 발전 장치에서 생산된 직류 전력의 전압을 상기 중앙 제어 장치로의 송전 전압으로 변환시키기 위한 제1 DC-DC 변환부; 상기 제1 DC-DC 변환부로부터 공급받은 직류 전력을 상기 제1 전력선을 통하여 상기 중앙 제어 장치로 송전하거나, 상기 중앙 제어 장치로부터 직류 전력을 수전하기 위한 직류 전력 송수전부; 직류 전력을 인가 받아 빛을 발생시키는 LED 모듈; 상기 직류 전력 송수전부로부터 공급받은 직류 전력을 상기 LED 모듈의 구동 전압으로 변환시키기 위한 제2 DC-DC 변환부; 상기 제1 전력선을 통하여 상기 중앙 제어 장치와 데이터 통신을 수행하기 위한 가로등 전력선 통신부; 및 상기 LED 가로등의 구성요소의 동작을 제어하기 위한 가로등 제어부를 포함하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템이 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a plurality of LED street light including a power generation device for generating power using natural energy; A central control device connected to the plurality of LED street lights through a first power line, and transmitting and receiving DC power and data to each other through the first power line; And a power system connected to the central control device through a second power line for transmitting and receiving AC power, wherein each LED street light is configured to generate direct current power using solar energy; A first DC-DC conversion unit for converting a voltage of DC power produced by the solar power generator into a transmission voltage to the central control device; A DC power transmitter / receiver for transmitting DC power supplied from the first DC-DC converter to the central controller through the first power line or receiving DC power from the central controller; An LED module generating light by receiving DC power; A second DC-DC converter for converting DC power supplied from the DC power transmitter / receiver into a driving voltage of the LED module; A streetlight power line communication unit for performing data communication with the central control apparatus through the first power line; And a street lamp control unit for controlling the operation of the components of the LED street lamp.

상기 중앙 제어 장치는 상기 제1 전력선을 통하여 상기 각 LED 가로등으로부터 전송된 직류 전력을 필요 전압으로 변환시키거나, 양방향 DC-AC 변환부로부터 공급 받은 직류 전력을 필요 전압으로 변환시키는 양방향 DC-DC 변환부; 상기 양방향 DC-DC 변환부로부터 공급 받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 상기 전력 계통으로 송전하거나, 상기 전력 계통으로부터 공급 받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜 상기 양방향 DC-DC 변환부로 공급하는 양방향 DC-AC 변환부; 및 상기 제1 전력선을 통하여 상기 각 LED 가로등과 데이터 통신을 수행하기 위한 중앙 전력선 통신부를 포함한다. The central controller converts the DC power transmitted from the LED streetlights into the required voltage through the first power line, or converts the DC power supplied from the bidirectional DC-AC converter into the required voltage. part; Bidirectional DC converts the DC power supplied from the bidirectional DC-DC converter into AC power and transmits the power to the power system, or converts the AC power supplied from the power system into DC power to supply the bidirectional DC-DC converter. An AC converter; And a central power line communication unit for performing data communication with each of the LED streetlights through the first power line.

상기 중앙 제어 장치는 상기 각 LED 가로등으로부터 수신한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부; 및 상기 중앙 제어 장치의 구성요소의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 더 포함한다.The central control unit may include a data storage unit for storing data received from each of the LED street lights; And a central control unit for controlling the operation of the components of the central control unit.

상기 가로등 전력선 통신부 및 상기 중앙 전력선 통신부 각각은 상기 제1 전력선을 통하여 송수신할 데이터 신호를 발생시키는 데이터 신호 발생부; 상기 데이 터 신호 발생부에서 발생한 데이터 신호를 변조하고, 상기 변조된 데이터 신호를 상기 제1 전력선을 통해 직류 전력과 함께 송신하기 위한 데이터 신호 변조부; 상기 제1 전력선을 통해 직류 전력과 함께 수신한 데이터 신호를 복조하기 위한 데이터 신호 복조부; 및 상기 데이터 신호 발생부, 데이터 신호 변조부 및 데이터 신호 복조부의 동작을 제어하기 위한 전력선 통신 제어기를 포함한다. Each of the street light power line communication unit and the central power line communication unit may include a data signal generator configured to generate a data signal to be transmitted and received through the first power line; A data signal modulator for modulating a data signal generated by the data signal generator and transmitting the modulated data signal together with direct current power through the first power line; A data signal demodulator for demodulating the data signal received together with the DC power through the first power line; And a power line communication controller for controlling operations of the data signal generator, the data signal modulator, and the data signal demodulator.

상기 각 LED 가로등은 풍력 에너지를 이용하여 교류 전력을 생산하는 풍력 발전 장치; 및 상기 풍력 발전 장치에서 생산된 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키기 위한 AC-DC 변환부를 더 포함한다.Each of the LED street light is a wind power generator for producing AC power using wind energy; And an AC-DC converter for converting AC power produced by the wind power generator into DC power.

상기 제1 전력선을 통하여 송수전되는 직류 전력의 전압은 40V 내지 50V 인 것을 특징으로 한다. The voltage of the DC power transmitted and received through the first power line is characterized in that 40V to 50V.

본 발명에서와 같이, 다수의 LED 가로등과 이들을 제어하기 위한 중앙 제어 장치 간에는 직류 전력을 송수전함으로써 LED 가로등에 대한 안전 인증이 불필요하게 되고, 누설 전력으로 인한 감전 사고를 방지할 수 있게 된다. As in the present invention, by transmitting and transmitting the DC power between the plurality of LED streetlights and the central control device for controlling them, safety certification for the LED streetlights is unnecessary, and an electric shock accident due to leakage power can be prevented.

그리고, 다수의 LED 가로등과 중앙 제어 장치 간에 연결된 전력선을 통하여 데이터 통신을 수행함으로써, 데이터 통신을 위한 별도의 통신 선로를 설치할 필요가 없어져 LED 가로등 시스템의 구축 비용을 절감할 수 있게 된다.In addition, by performing data communication through a power line connected between the plurality of LED street lights and the central control device, there is no need to install a separate communication line for data communication, thereby reducing the construction cost of the LED street light system.

또한, 각 LED 가로등은 자연 에너지를 이용하여 생산한 전력을 저장하기 위한 배터리를 구비할 필요가 없게 되어, 비용 절감은 물론 구성 요소의 간소화로 인하여, LED 가로등 시스템의 유지, 보수가 훨씬 용이하게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.In addition, each LED street light does not need to have a battery for storing power generated by using natural energy, and because of the cost reduction and the simplification of components, the maintenance and repair of the LED street light system is much easier. You will get the effect.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an LED street light system using natural energy according to the present invention.

도 1을 참조하면, LED 가로등 시스템은 다수의 LED 가로등(본 실시예의 경우, n개의 LED 가로등)(100), 중앙 제어 장치(200), 제1 전력선(300), 제2 전력선(400) 및 전력 계통(500) 및 자연에너지 수집원을 포함한다.Referring to FIG. 1, the LED street light system includes a plurality of LED street lights (in this embodiment, n LED street lights) 100, a central control device 200, a first power line 300, a second power line 400, and Power system 500 and natural energy collector.

n개의 LED 가로등(100) 각각에는 자연 에너지를 이용하여 전력을 발생시키는 발전 장치(미도시)가 구비되어 있으며, 이러한 발전 장치를 이용하여 전력을 발생시킨다. 발전 장치를 이용하여 발생된 전력은 전력 계통(500)으로 환원시키기 위하여, 제1 전력선(300)을 통하여 중앙 제어 장치(200)로 송전된다. 이때, 발전 장치에서 발생된 전력이 직류 전력일 경우에는 필요에 따라 전압 조절을 수행하여 송전하며, 교류 전력일 경우에는 직류 전력으로 변환한 후 송전한다.Each of the n LED street lamps 100 is provided with a power generation device (not shown) for generating power using natural energy, and generates power using the power generation device. Power generated by using the power generation device is transmitted to the central control device 200 through the first power line 300 to reduce the power system 500. In this case, when the power generated by the power generation device is a DC power, the voltage is adjusted and transmitted as necessary. In the case of AC power, the power is converted into DC power and then transmitted.

각 LED 가로등(100)은 제1 전력선(300)을 통하여 중앙 제어 장치(200)와 연결된다. 중앙 제어 장치(200)는 각 LED 가로등(100)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 또한, 각 LED 가로등(100)으로부터 수전한 직류 전력을 교류 전력으로 변환한 후, 전력 계통(500)으로 송전하며, 전력 계통(500)으로부터 수전한 교류 전력을 직류 전력을 변환한 후, 각 LED 가로등(100)으로 송전하는 기능을 수행한다.Each LED street light 100 is connected to the central control apparatus 200 through the first power line 300. The central control apparatus 200 performs a function of controlling the operation of each LED street light (100). In addition, after converting the DC power received from each LED street light 100 to AC power, and then transmits to the power system 500, after converting the AC power received from the power system 500 to DC power, each LED It performs a function of transmitting power to the street light (100).

한편, 각 LED 가로등(100)에서 수집한 데이터를 중앙 제어 장치(200)로 송신하거나, 또는 중앙 제어 장치(200)에서 각 LED 가로등(100)으로 제어 신호를 포함한 데이터 신호를 송신할 때, 별도의 데이터 통신을 위한 통신 선로를 이용하지 않고, 제1 전력선(300)을 통한 전력선 통신을 이용한다.On the other hand, when transmitting the data collected by each LED street light 100 to the central control unit 200, or when transmitting a data signal including a control signal from the central control unit 200 to each LED street light 100, Instead of using a communication line for data communication, power line communication is used through the first power line 300.

중앙 제어 장치(200)는 제2 전력선(400)을 통하여 전력 계통(500)과 연결되며, 전력 계통(500)은 중앙 제어 장치(200)로부터 교류 전력을 수전하고, 중앙 제어 장치(200)에서 송전 요청 시 교류 전력을 중앙 제어 장치(200)로 송전한다.The central control unit 200 is connected to the power system 500 through the second power line 400, the power system 500 receives the AC power from the central control unit 200, the central control unit 200 When transmitting power, AC power is transmitted to the central control apparatus 200.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 LED 가로등의 개략적인 기능 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어장치의 개략적인 기능 블록도이다. 2 is a schematic functional block diagram of each LED street light according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic functional block diagram of a central control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 각 LED 가로등(100)은 태양광 발전 장치(110), 제1 DC-DC 변환부(120), 직류 전력 송수전부(130), LED 모듈(140), 제2 DC-DC 변환부(150), 가로등 전력선 통신부(160) 및 가로등 제어부(170)를 포함한다.Referring to FIG. 2, each LED street light 100 includes a photovoltaic device 110, a first DC-DC converter 120, a DC power transmitter and receiver 130, an LED module 140, and a second DC−. The DC converter 150, the street light power line communication unit 160, and the street light controller 170 may be included.

태양광 발전 장치(110)는 태양광 에너지를 이용하여 직류 전력을 생산한다. 이러한 태양광 발전 장치(110)는 직, 병렬 연결된 태양전지셀(미도시)로 구성된 태양전지모듈을 포함한다.The photovoltaic device 110 generates direct current power using photovoltaic energy. The photovoltaic device 110 includes a solar cell module composed of solar cells directly connected in parallel.

제1 DC-DC 변환부(120)는 태양광 발전 장치(110)에서 생산된 직류 전력의 전압을 중앙 제어 장치로의 송전하기에 적합한 전압으로 변환시킨다. 본 실시예의 경우, 제1 DC-DC 변환부(120)는 태양광 발전 장치(110)에서 공급된 직류 전력을 전압 을 40 내지 50V의 범위로 변환시킨다.The first DC-DC converter 120 converts the voltage of the DC power produced by the photovoltaic device 110 into a voltage suitable for transmitting power to the central control device. In the present embodiment, the first DC-DC converter 120 converts the DC power supplied from the photovoltaic device 110 into a voltage of 40 to 50V.

직류 전력 송수전부(130)는 제1 DC-DC 변환부(120)로부터 공급받은 직류 전력을 제1 전력선(300)을 통하여 중앙 제어 장치(200)로 송전하거나, 중앙 제어 장치(200)로부터 공급된 직류 전력을 수전하는 기능을 수행한다.The DC power transmitter / receiver 130 transmits the DC power supplied from the first DC-DC converter 120 to the central control apparatus 200 through the first power line 300 or is supplied from the central control apparatus 200. Performs the function of receiving the received DC power.

제2 DC-DC 변환부(150)는 직류 전력 송수전부(130)를 통하여 중앙 제어장치(200)로부터 공급받은 직류 전력의 전압을 LED 모듈(140)을 구동하는데 적합한 전압으로 변환시킨 후, 변환된 직류 전력을 LED 모듈(140)에 공급한다. The second DC-DC converter 150 converts the voltage of the DC power supplied from the central controller 200 through the DC power transmitter / receiver 130 to a voltage suitable for driving the LED module 140, and then converts the voltage. The supplied DC power to the LED module 140.

가로등 전력선 통신부(160)는 제1 전력선(300)을 통하여 중앙 제어 장치(200)와 데이터 통신을 수행하는 기능을 수행한다. LED 가로등에서 수집된 데이터를 전력선 통신에 적합한 신호로 변환한 후, 이를 제1 전력선(300)을 통하여 송전되는 직류 전력과 함께 중앙 제어 장치(200)로 송신한다. 중앙 제어 장치(200)로부터 데이터를 수신하는 경우도 마찬가지로, 제1 전력선(300)을 통하여 직류 전력과 함께 수신된 데이터를 추출하여 사용한다. 이러한 가로등 전력선 통신부(160)의 구성은 이하의 도 4를 참조하여 보다 상세히 살펴본다.The street lamp power line communication unit 160 performs a function of performing data communication with the central control apparatus 200 through the first power line 300. The data collected from the LED street light is converted into a signal suitable for power line communication, and then transmitted to the central control apparatus 200 together with the DC power transmitted through the first power line 300. Similarly, in the case of receiving data from the central control apparatus 200, the data received together with the DC power through the first power line 300 is extracted and used. The configuration of the streetlight power line communication unit 160 will be described in more detail with reference to FIG. 4 below.

가로등 제어부(170)는 위에서 살펴본 LED 가로등의 구성요소 즉, 태양광 발전 장치(110), 제1 DC-DC 변환부(120), 직류 전력 송수전부(130), LED 모듈(140), 제2 DC-DC 변환부(150) 및 가로등 전력선 통신부(160)의 동작을 제어한다.The street light controller 170 may include the components of the LED street light described above, that is, the solar cell apparatus 110, the first DC-DC converter 120, the DC power transmitter / receiver 130, the LED module 140, and the second. The operation of the DC-DC converter 150 and the street lamp power line communication unit 160 is controlled.

도 3을 참조하면, 중앙 제어 장치(200)는 양방향 DC-DC 변환부(210), 양방향 DC-AC 변환부(220), 데이터 저장부(240), 중앙 전력선 통신부(250) 및 중앙 제어 부(260)를 포함한다. 중앙 제어 장치(200)는 다수의 LED 가로등(100)과 이격되어 설치되거나, 또는 다수의 LED 가로등(100) 중 어느 한 LED 가로등에 부착되어 설치될 수 있다. Referring to FIG. 3, the central control unit 200 includes a bidirectional DC-DC converter 210, a bidirectional DC-AC converter 220, a data storage unit 240, a central power line communication unit 250, and a central controller. 260. The central control apparatus 200 may be installed spaced apart from the plurality of LED streetlights 100, or may be installed to be attached to any one of the plurality of LED streetlights 100.

양방향 DC-DC 변환부(210)는 제1 전력선(200)을 통하여 각 LED 가로등(100)으로부터 전송된 직류 전력을 필요 전압으로 변환시키거나, 또는 양방향 DC-AC 변환부(220)로부터 공급 받은 직류 전력을 필요 전압으로 변환시켜서 제1 전력선(200)을 통하여 각 LED 가로등(100)으로 송전하는 기능을 수행한다.The bidirectional DC-DC converter 210 converts the DC power transmitted from each LED street light 100 to the required voltage through the first power line 200 or received from the bidirectional DC-AC converter 220. The DC power is converted into the required voltage to transmit the power to each of the LED streetlights 100 through the first power line 200.

양방향 DC-AC 변환부(220)는 양방향 DC-DC 변환부(210)로부터 공급 받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 전력 계통(500)으로 송전하거나, 또는 전력 계통(500)으로부터 공급 받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜 양방향 DC-DC 변환부(210)로 공급한다.The bidirectional DC-AC converter 220 converts the DC power supplied from the bidirectional DC-DC converter 210 into AC power and transmits the power to the power system 500, or AC power supplied from the power system 500. Is converted into DC power and supplied to the bidirectional DC-DC converter 210.

중앙 전력선 통신부(250)는 제1 전력선(300)을 통하여 각 LED 가로등(100)과 데이터 통신을 수행하는 기능을 수행한다. 각 LED 가로등(100)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 비롯한 다양한 데이터 신호를 전력선 통신에 적합한 신호로 변환한 후, 이를 제1 전력선(300)을 통하여 송전되는 직류 전력과 함께 각 LED 가로등(100)으로 송신한다. 각 LED 가로등(100)으로부터 데이터를 수신하는 경우도 마찬가지로, 제1 전력선(300)을 통하여 직류 전력과 함께 수신된 데이터를 추출하여 사용한다. 이러한 중앙 전력선 통신부(250)는 위에서 살펴본 가로등 전력선 통신부(160)의 구성과 유사하며, 상세한 구성은 이하의 도 4를 참조하여 살펴본다.The central power line communication unit 250 performs a function of performing data communication with each LED street light 100 through the first power line 300. After converting various data signals including control signals for controlling the operation of each LED street light 100 into a signal suitable for power line communication, each LED street light (100) with DC power transmitted through the first power line 300 To send). Similarly, in the case of receiving data from each LED street light 100, the data received together with the DC power through the first power line 300 is extracted and used. The central power line communication unit 250 is similar to the configuration of the street light power line communication unit 160 described above, and a detailed configuration will be described with reference to FIG. 4 below.

데이터 저장부(240)는 각 LED 가로등(100)으로부터 수신한 데이터를 저장한 다. The data storage unit 240 stores data received from each LED street light 100.

중앙 제어부(260)는 중앙 제어 장치의 구성요소 즉, 양방향 DC-DC 변환부(210), 양방향 DC-AC 변환부(220), 중앙 전력선 통신부(250) 및 데이터 저장부(240)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.The central control unit 260 operates the components of the central control device, that is, the bidirectional DC-DC converter 210, the bidirectional DC-AC converter 220, the central power line communication unit 250, and the data storage unit 240. Function to control.

도 4는 본 발명의 가로등 전력선 통신부 및 중앙 전력선 통신부 각각의 개략적인 기능 블록도이다. 각 LED 가로등(100)에 포함된 가로등 전력선 통신부(160)와 중앙 제어 장치(200)에 포함된 중앙 전력선 통신부(250)의 구성은 동일한 바, 이하에서는 중앙 전력선 통신부(250)에 대해서만 상술한다.4 is a schematic functional block diagram of each of the street light power line communication unit and the central power line communication unit of the present invention. The configuration of the streetlight power line communication unit 160 included in each LED street light 100 and the central power line communication unit 250 included in the central control apparatus 200 are the same, and only the central power line communication unit 250 will be described below.

중앙 전력선 통신부(1250)는 데이터 신호 발생부(251), 데이터 신호 변조부(252), 데이터 신호 복조부(253) 및 전력선 통신(PLC) 제어기(254)로 구성된다.The central power line communication unit 1250 includes a data signal generator 251, a data signal modulator 252, a data signal demodulator 253, and a power line communication (PLC) controller 254.

데이터 신호 발생부(251)는 제1 전력선(300)을 통하여 송수신할 데이터 신호를 발생시키며, 데이터 신호 변조부(252)는 데이터 신호 발생부(251)에서 발생한 데이터 신호를 변조하고, 변조된 데이터 신호를 제1 전력선(300)을 통해 직류 전력과 함께 송신한다. 데이터 신호 복조부(253)는 제1 전력선을 통해 직류 전력과 함께 수신한 데이터 신호를 복조한다. 전력선 통신 제어기(254)는 데이터 신호 발생부(251), 데이터 신호 변조부(252) 및 데이터 신호 복조부(253)의 동작을 제어한다. The data signal generator 251 generates a data signal to be transmitted and received through the first power line 300, and the data signal modulator 252 modulates the data signal generated by the data signal generator 251 and modulates the data. The signal is transmitted together with the DC power through the first power line 300. The data signal demodulator 253 demodulates the data signal received together with the DC power through the first power line. The power line communication controller 254 controls the operations of the data signal generator 251, the data signal modulator 252, and the data signal demodulator 253.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 각 LED 가로등의 개략적인 기능 블록 도이다. 본 실시예에 따른 각 LED 가로등의 구성은 위에서 살펴본 실시예에 따른 LED 가로등과 비교하여 풍력 발전 장치와 그에 따른 변환 장치를 추가로 구성한다는 점이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.5 is a schematic functional block diagram of each LED street light according to another embodiment of the present invention. The configuration of each LED street light according to the present embodiment is different from the configuration of the wind power generation device and the conversion device in addition to the LED street light according to the embodiment described above, and the rest of the configuration is similar to the following mainly focused on different configurations It is detailed.

각 LED 가로등(100)은 태양광 발전 장치(110), 제1 DC-DC 변환부(120), 직류 전력 송수전부(130), LED 모듈(140), 제2 DC-DC 변환부(150), 가로등 전력선 통신부(160), 가로등 제어부(170), 풍력 발전 장치(180) 및 AC-DC 변환부(190)를 포함한다.Each of the LED street lamps 100 includes a photovoltaic device 110, a first DC-DC converter 120, a DC power transmitter and receiver 130, an LED module 140, and a second DC-DC converter 150. , The street light power line communication unit 160, the street light controller 170, the wind power generator 180, and the AC-DC converter 190.

풍력 발전 장치(180)는 풍력 에너지를 이용하여 교류 전력을 생산하며, AC-DC 변환부는 풍력 발전 장치(180)에서 생산된 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜, 제1 DC-DC 변환부(120)나 직류 전력 송수전부(130)로 공급한다.The wind turbine 180 generates AC power by using wind energy, and the AC-DC converter converts AC power produced by the wind turbine 180 into DC power, and thus, the first DC-DC converter 120. ) Or a DC power transmitter / receiver 130.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an exemplary embodiment of the LED street light system using the natural energy according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims, of the present invention Without departing from the gist of the present invention, one of ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

도 1은 본 발명에 따른 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an LED street light system using natural energy according to the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 LED 가로등의 개략적인 기능 블록도이다.2 is a schematic functional block diagram of each LED street light according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어장치의 개략적인 기능 블록도이다.3 is a schematic functional block diagram of a central control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 가로등 전력선 통신부 및 중앙 전력선 통신부 각각의 개략적인 기능 블록도이다.4 is a schematic functional block diagram of each of the street light power line communication unit and the central power line communication unit of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 각 LED 가로등의 개략적인 기능 블록도이다.5 is a schematic functional block diagram of each LED street light according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100 : LED 가로등 110 : 태양광 발전장치100: LED street light 110: solar power generation device

120 : 제1 DC-DC 변환부 130 : 직류 전력 송수전부120: first DC-DC converter 130: DC power transmission and reception unit

140 : LED 모듈 150 : 제2 DC-DC 변환부140: LED module 150: second DC-DC converter

160 : 가로등 전력선 통신부 170 : 가로등 제어부160: street light power line communication unit 170: street light control unit

180 : 풍력 발전 장치 190 : AC-DC 변환부180: wind power generator 190: AC-DC converter

200 : 중앙 제어 장치 210 : 양방향 DC-DC 변환부200: central control unit 210: bidirectional DC-DC converter

220 : 양방향 DC-AC 변환부 240 : 데이터 저장부 220: bidirectional DC-AC converter 240: data storage

250 : 중앙 전력선 통신부 260 : 중앙 제어부 250: central power line communication unit 260: central control unit

300 : 제1 전력선 400 : 제2 전력선 300: first power line 400: second power line

500 : 전력 계통500: power system

Claims (6)

자연 에너지를 이용하여 전력을 발생시키는 발전 장치를 포함하는 다수의 LED 가로등; 상기 다수의 LED 가로등과 제1 전력선을 통하여 연결되며, 상기 제1 전력선을 통하여 상호간 직류 전력 및 데이터를 송수신하는 중앙 제어 장치; 및 교류 전력을 송수전하는 제2 전력선을 통하여 상기 중앙 제어 장치와 연결되는 전력 계통을 포함하며, 각 LED 가로등은,A plurality of LED streetlights including a power generation device that generates power using natural energy; A central control device connected to the plurality of LED street lights through a first power line, and transmitting and receiving DC power and data to each other through the first power line; And a power system connected to the central control device through a second power line for transmitting and receiving AC power, wherein each LED street light includes: 태양광 에너지를 이용하여 직류 전력을 생산하는 태양광 발전 장치;Photovoltaic device for generating direct current power using solar energy; 상기 태양광 발전 장치에서 생산된 직류 전력의 전압을 상기 중앙 제어 장치로의 송전 전압으로 변환시키기 위한 제1 DC-DC 변환부;A first DC-DC conversion unit for converting a voltage of DC power produced by the solar power generator into a transmission voltage to the central control device; 상기 제1 DC-DC 변환부로부터 공급받은 직류 전력을 상기 제1 전력선을 통하여 상기 중앙 제어 장치로 송전하거나, 상기 중앙 제어 장치로부터 직류 전력을 수전하기 위한 직류 전력 송수전부;A DC power transmitter / receiver for transmitting DC power supplied from the first DC-DC converter to the central controller through the first power line or receiving DC power from the central controller; 직류 전력을 인가 받아 빛을 발생시키는 LED 모듈;An LED module generating light by receiving DC power; 상기 직류 전력 송수전부로부터 공급받은 직류 전력을 상기 LED 모듈의 구동 전압으로 변환시키기 위한 제2 DC-DC 변환부; A second DC-DC converter for converting DC power supplied from the DC power transmitter / receiver into a driving voltage of the LED module; 상기 제1 전력선을 통하여 상기 중앙 제어 장치와 데이터 통신을 수행하기 위한 가로등 전력선 통신부; 및A streetlight power line communication unit for performing data communication with the central control apparatus through the first power line; And 상기 LED 가로등의 구성요소의 동작을 제어하기 위한 가로등 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템.LED street light system using natural energy, characterized in that it comprises a street light control unit for controlling the operation of the components of the LED street light. 제1항에 있어서, 상기 중앙 제어 장치는,The method of claim 1, wherein the central control unit, 상기 제1 전력선을 통하여 상기 각 LED 가로등으로부터 전송된 직류 전력을 필요 전압으로 변환시키거나, 양방향 DC-AC 변환부로부터 공급 받은 직류 전력을 필요 전압으로 변환시키는 양방향 DC-DC 변환부;A bidirectional DC-DC converter configured to convert DC power transmitted from each of the LED streetlights into a required voltage through the first power line, or convert DC power supplied from a bidirectional DC-AC converter into a required voltage; 상기 양방향 DC-DC 변환부로부터 공급 받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 상기 전력 계통으로 송전하거나, 상기 전력 계통으로부터 공급 받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜 상기 양방향 DC-DC 변환부로 공급하는 양방향 DC-AC 변환부; 및Bidirectional DC converts the DC power supplied from the bidirectional DC-DC converter into AC power and transmits the power to the power system, or converts the AC power supplied from the power system into DC power to supply the bidirectional DC-DC converter. An AC converter; And 상기 제1 전력선을 통하여 상기 각 LED 가로등과 데이터 통신을 수행하기 위한 중앙 전력선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템.And a central power line communication unit configured to perform data communication with each of the LED street lights through the first power line. 제2항에 있어서, 상기 중앙 제어 장치는,According to claim 2, The central control unit, 상기 각 LED 가로등으로부터 수신한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부 및 A data storage unit for storing data received from each of the LED street lights; 상기 중앙 제어 장치의 구성요소의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템.LED street light system using the natural energy, characterized in that further comprising a central control unit for controlling the operation of the components of the central control unit. 제2항에 있어서, 상기 가로등 전력선 통신부 및 상기 중앙 전력선 통신부 각각은,3. The apparatus of claim 2, wherein each of the street light power line communication unit and the central power line communication unit includes: 상기 제1 전력선을 통하여 송수신할 데이터 신호를 발생시키는 데이터 신호 발생부;A data signal generator for generating a data signal to be transmitted / received through the first power line; 상기 데이터 신호 발생부에서 발생한 데이터 신호를 변조하고, 상기 변조된 데이터 신호를 상기 제1 전력선을 통해 직류 전력과 함께 송신하기 위한 데이터 신호 변조부;A data signal modulator for modulating the data signal generated by the data signal generator and transmitting the modulated data signal together with the direct current power through the first power line; 상기 제1 전력선을 통해 직류 전력과 함께 수신한 데이터 신호를 복조하기 위한 데이터 신호 복조부; 및 A data signal demodulator for demodulating the data signal received together with the DC power through the first power line; And 상기 데이터 신호 발생부, 데이터 신호 변조부 및 데이터 신호 복조부의 동작을 제어하기 위한 전력선 통신 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템.And a power line communication controller for controlling operations of the data signal generator, the data signal modulator, and the data signal demodulator. 제2항에 있어서, 상기 각 LED 가로등은,The method of claim 2, wherein each of the LED street light, 풍력 에너지를 이용하여 교류 전력을 생산하는 풍력 발전 장치; 및A wind turbine generating wind power generator using wind energy; And 상기 풍력 발전 장치에서 생산된 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키기 위한 AC-DC 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 에너지를 이용한 LED 가 로등 시스템.LED street light system using natural energy, characterized in that it further comprises an AC-DC converter for converting the AC power produced in the wind power generator to DC power. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 6. The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 제1 전력선을 통하여 송수전되는 직류 전력의 전압은 40V 내지 50V 인 것을 특징으로 하는 자연 에너지를 이용한 LED 가로등 시스템.LED street light system using the natural energy, characterized in that the voltage of the DC power transmitted and received through the first power line is 40V to 50V.
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