KR20100123943A - 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주 - Google Patents

지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주 Download PDF

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KR20100123943A
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Abstract

본 발명은 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주에 관한 것으로, 발광모듈이 설치된 지주에 태양전지 및 풍력터빈을 설치하고, 태양전지에 의해 생성되는 전기에너지의 양을 감지하여, 해당 지주가 설치된 지역의 날씨나 현재시간 등을 파악한 후, 이에 대응하여 발광모듈의 온/오프동작을 제어함으로써, 야간뿐만 아니라 낮에도 악천후의 날씨인 경우에도 정확한 도로상황을 알려줄 수 있음은 물론, 태양전지만으로 충분한 전력공급이 어려운 지역에서도 충분한 전력공급을 이루어지도록 한 것이다.
특히, 다른 목재에 비하여 효용성이 떨어지는 간벌재를 이용하여 지주를 구성함으로써, 고부가가치를 부여하여 산주들의 임산소득 증대에 기여함은 물론, 도로시설물에 대하여 자연경관과 조화될 수 있도록 한 것이다.
또한, 태양전지 및 풍력터빈을 이용함으로써, 반영구적 사용이 가능하여 경제성을 향상시킴은 물론, 다양한 표지용 지주에 적용할 수 있도록 함으로써, 제품에 대한 적용성 및 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.
지주, 태양전지모듈, 터빈모듈, 발광모듈, 제1 스위칭모듈, 제2 스위칭모듈

Description

지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주{Control device for luminous element and control method for the same and brace for road using the same}
본 발명은 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광수단(발광모듈)이 설치된 지주에 태양전지를 설치하고, 태양전지에 의해 생성되는 전기에너지의 양을 감지하여, 해당 지주가 설치된 지역의 날씨나 현재시간 등을 파악한 후, 이에 대응하여 발광모듈의 온/오프동작을 제어함으로써, 야간뿐만 아니라 낮에도 악천후의 날씨인 경우에도 운전자에게 정확한 도로상황을 알려줄 수 있는 것이다.
또한, 풍력터빈을 이용하여 추가적으로 전기에너지를 생산하여 이용함으로써, 태양전지만으로 충분한 전력공급이 어려운 지역(연중 날씨가 흐린날이 많은 지역)에서도 충분한 전력공급을 이루어지도록 한 것이다.
근래 들어, 자동차의 보급이 증가되고 이로 인해 먼 거리의 이동이 원활해짐에 따라, 자동차는 현대인의 생활에서 없어서는 안 될 필수품으로 자리잡고 있다.
상기와 같은 편의성에도 불구하고, 차량의 보급이 증가함에 따라 차량에 의 한 교통사고 역시 증가하고 있는데, 이러한 교통사고는 주로 운전자의 운전미숙이나 졸음운전 또는 도로 지형의 미숙지에서 오는 경우가 대부분이다.
이중에서 도로 지형의 미숙지에 의한 교통사고는, 대부분 운전자가 낯선 곳을 주행하면서 전방에 굴곡진 도로가 있는 것을 인식하지 못하는 경우에 발생한다.
이러한 도로상황을 운전자에게 알려주기 위하여, 시내도로, 국도, 고속도로 등의 각종 도로에는 도로의 상태 및 진행방향을 인지할 수 있는 도로표지판이 설치되어 있다.
특히, 산간지역에서의 도로표지판은 전방 도로의 급커브 등을 운전자에게 미리 알려주어 안전운행을 도모시키는 기능을 수행하게 된다.
일반적인 도로표지판은 널리 알려진 바와 같이 지지판에 고휘도의 반사지가 바탕으로 부착되고, 그 위에 도로의 상태를 표시하는 무광의 검정색 시트지가 부착되어 구성되어 있어, 주행하는 차량의 운전자가 이를 인식하도록 하고 있다.
또한, 각종 도로에는 상기한 도로표지판 이외에도 도로의 경계 및 커브 등을 운전자에게 알려주기 위한 표식용 지주 등도 설치되어 있다.
그러나, 이러한 도로표지판 및 표식용 지주가 설치되어 있음에도 불구하고, 운전자의 시야가 충분히 확보되지 못하는 야간에는 도로표지판 및 표식용 지주가 그 목적을 달성하지 못하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 LED(Light Emitting Diode) 등의 발광수단을 지주 등에 설치하고 야간에 이를 점등하도록 함으로써, 도로표지판 및 표식용 지주의 본래 목적을 달성하고자 하는 노력이 진행되어 왔다.
특히, 관리자가 일일이 지주에 설치된 발광수단을 키고 끔에 따른 번거로움을 해결하고자 별도의 타이머를 제작하여 자동으로 발광수단을 온/오프시키도록 하는 방법도 개발되어 있다.
그러나, 우천시 또는 안개가 심한 날씨 등의 악천후인 경우에는 낮임에도 불구하고 발광수단이 온동작을 해야 하지만, 설정된 타이머의 동작에 의하여 발광수단이 오프상태이기 때문에 원하는 목적을 달성할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
또한, 연중 날씨가 흐린날이 많은 지역의 경우, 태양전지에서 공급되는 전기에너지의 양이 충분하지 않기 때문에, 발광수단이 정상적으로 동작하지 못하는 경우가 빈번하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 발광수단(발광모듈)이 설치된 지주에 태양전지를 설치하고, 태양전지에 의해 생성되는 전기에너지의 양을 감지하여, 해당 지주가 설치된 지역의 날씨나 현재시간 등을 파악한 후, 이에 대응하여 발광모듈의 온/오프동작을 제어함으로써, 야간뿐만 아니라 낮에도 악천후의 날씨인 경우에도 발광모듈이 온동작을 하여 시인성을 향상시켜, 도로상황을 운전자에게 정확히 알려줄 수 있도록 한 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 해당 지주를 구성함에 있어 친환경적인 목재인 간벌재로 대체함으로 자연경관과 조화될 수 있도록 한 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주를 제공한 것이다.
또한, 본 발명은 태양전지로부터 생산되는 전기에너지를 2차전지인 축전지에 저장하여 사용함으로써, 한번의 설치만으로도 해당 제품을 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.
더하여, 본 발명은 풍력터빈을 이용하여 추가적으로 전기에너지를 생산하여 이용함으로써, 태양전지만으로 충분한 전력공급이 어려운 지역(연중 날씨가 흐린날이 많은 지역)에서도 충분한 전력공급을 이룰 수 있는 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 지주용 발광부재 제어 장치는, 입사되는 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지모듈과, 전기에너지를 충전 및 방전하는 축전모듈과, 상기 태양전지모듈에서 변환된 전기에너지를 공급받아 상기 축전모듈을 충전하는 충전모듈과, 상기 축전모듈에 충전된 전기에너지를 공급받아 빛을 방출하는 발광모듈과, 상기 축전모듈과 발광모듈 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 축전모듈과 발광모듈의 전기적 연결관계를 온(On)상태 및 오프(Off)상태 중 어느 하나의 상태로 변환하도록 동작되는 제1 스위칭모듈 및 상기 태양전지모듈에서 변환되는 전기에너지의 양을 측정하고, 상기 측정된 전기에너지의 측정값이 제1 설정값(태양전지에 의한 최소충전가능값)보다 작은 경우에 상기 제1 스위칭모듈을 온상태로 변환하고, 상기 측정값이 제1 설정값보다 큰 경우 상기 제1 스위칭모듈을 오프상태로 변환하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 지주용 발광부재 제어 방법은, a) 태양전지로부터 공급되는 공급전력량을 확인하는 단계; b) 상기 확인된 태양전지의 공급전력량과 제1 설정값(태양전지에 의한 최소충전가능값)을 비교하는 단계; 및 c) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 큰 경우, 현재상태를 맑은날의 낮시간으로 판단하고 상기 태양전지로부터 공급되는 전기에너지로 축전지를 충전하며, 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 작은 경우, 현재상태를 밤시간, 흐린날, 악천후 중 어느 하나로 판단하고 상기 축전지에 충전된 전기에너지을 발광소자로 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주는, 내부의 심(pith)을 제거한 중공 간벌재 원주목(910) 내부에, 일측으로 나사선을 형성한 연결관(920)을 결합하여 구성한 어느 하나의 연결부재(900)의 상부로, 태양전지(110) 및 발광소자(810)가 고정설치되는 태양전지모듈(100')을 결합설치하고, 상기 태양전지모듈(100')의 상부에는, 다른 하나의 연결부재(900)에 의해 일정거리 이격되도록 터빈모듈(200')을 결합설치하며, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200') 중 적어도 하나의 내부에는, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200') 중 적어도 하나로부터 전기에너지를 공급받는 충전모듈(300)과, 상기 충전모듈(300)에 의해 전기에너지를 충전하는 충전동작과 상기 발광소자(810)에 전기에너지를 공급하는 방전동작을 수행하는 축전모듈(400) 및 상기 축전모듈(400)의 충전동작 및 방전동작을 제어하는 제어모듈(500)이, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200')과 전기적으로 연결되도록 설치한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 표지용 지주가 설치된 지역의 날씨(맑은날과 흐린날 및 악천후 등) 및 현재시간(낮과 밤)에 정확하게 대응하여, 발광모듈의 온/오프동작을 제어함으로써, 항상 운전자에게 정확한 도로상황을 알려줄 수 있도록 시인성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 흐린날이나 악천후 등의 경우에 빈번하게 발생하는 바람을 이용하여 축전모듈(축전지)를 충전함으로써, 발광모듈을 동작하기 위한 충분한 전력을 비축할 수 있어, 제품에 대한 운전자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 다른 목재에 비하여 효용성이 떨어지는 간벌재를 이용하여 지주를 구성함으로써, 고부가가치를 부여하여 산주들의 임산소득 증대에 기여함은 물론, 도로시설물에 대하여 자연경관과 조화될 수 있도록 한 것이다.
또한, 태양전지 및 풍력터빈으로부터 생산되는 전기에너지를 2차전지인 축전지에 저장하여 사용함으로써, 한번의 설치만으로도 해당 제품을 반영구적으로 사용할 수 있어 경제성을 향상시키고, 태양전지만으로 충분한 전력공급이 어려운 지역(연중 날씨가 흐린날이 많은 지역)에서도 충분한 전력공급을 이룰 수 있어 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명에 의한 지주는 교통안전표지판의 지주, 자전거 도로 안내용 표지판 지주, 자전거 안전 표지판의 지주, 안전표지판의 지주, 반사경의 지주 등에 적용이 용이하기 때문에, 다양한 지역 및 사례에 대한 교통사고 등을 미연에 방지할 수 있음은 물론, 안전사고가 발생하는 물가, 정원 등의 야간 경관조명등 또는 야외정원, 골프장, 놀이시설, 상가 등의 야간 경관조명등에도 적용이 가능하여, 제품에 대한 적용성 및 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이를 이용한 도로용 지주에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 지주용 발광부재 제어 장치는, 태양전지모듈(100), 터빈모듈(200), 충전모듈(300), 축전모듈(400), 제어모듈(500), 제1 스위칭모듈(600), 제2 스위칭모듈(700), 발광모듈(800) 등을 포함하여 구성된 다.
상기 태양전지모듈(100)은, 태양광을 전기에너지로 변환하는 것으로, 도 3에 나타난 태양전지(110) 등의 셀(Cell)을 포함하여 구성된다.
상기 터빈모듈(200)은, 바람을 전기에너지로 변환하는 것으로, 도 3에 나타난 풍력터빈(210) 등을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 태양전지모듈(100) 및 터빈모듈(200)의 내부회로 및 구성은 태양전지(110) 및 풍럭터빈(210)의 종류에 따라 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
상기 충전모듈(300)은, 태양전지모듈(100) 및 터빈모듈(200)로부터 공급되는 전기에너지를 축전모듈(400)에서 요구하는 전압 및 전류 레벨로 변환하기 위한 것으로, 과도한 전압 및 전류가 축전모듈(400)로 공급되는 것을 방지하기 위한 과전류 및 과전압 방지회로 등을 포함하여 구성된다.
상기 축전모듈(400)는, 전기에너지(이하, 전력과 혼용함)를 충전하고, 필요에 따라 충전된 전기에너지를 발광모듈(800)에 공급하기 위한 2차전지 등으로 구성된다.
상기 제어모듈(500)은, 상기 태양전지모듈(100) 및 터빈모듈(200)로부터 공급되는 전기에너지의 양을 측정(감지)하고, 측정결과에 기초하여 충전모듈(300)의 동작 및 제1,2 스위칭모듈(600)(700)의 온오프(On-Off) 동작을 제어하는 것이다.
상기 제1 스위칭모듈(600)은, 축전모듈(400)과 발광모듈(800)의 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 축전모듈(400)과 발광모듈(800) 간의 전기적연결관계를 온 상태 또는 오프상태로 변환하기 위한 것이다.
상기 제2 스위칭모듈(700)은, 터빈모듈(200)과 발광모듈(800)의 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 터빈모듈(200)과 발광모듈(800) 간의 전기적연결관계를 온상태 또는 오프상태로 변환하기 위한 것이다.
상기 발광모듈(800)은, 도 3에 나타난 바와 같이 LED(Light Emitting Diode) 등의 발광소자로 구성되며, 당업자의 요구에 따라 유기EL(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등을 적용할 수도 있다.
이하에서, 도 2를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 지주용 발광부재 제어 장치의 동작을 살펴보기로 한다.
먼저, 제어모듈(500)은 태양전지모듈(100)에서 공급되는 전기에너지의 양(공급전력량)을 지속적으로 확인한다(S101).
만약, 태양전지모듈(100)에서 공급되는 전기에너지가 충분하다면 해당 지주가 설치된 지역이 현재, 맑은 날의 낮시간인 것으로 판단하고, 공급되는 전기에너지가 충분하지 않다면 해당 지주가 설치된 지역이 현재, 밤시간이거나 흐린날 또는 악천후인 것으로 판단하게 된다.
따라서, 제어모듈(500)은 상기 확인된 전기에너지의 양을 제1 설정값과 비교한다(S102). 여기서, 상기 제1 설정값은 태양전지(110)에 의하여 축전모듈(400)이 충전될 수 있는 최소충전가능값을 말하며, 아침이나 저녁에 입사되는 태양광의 세기에 대응하여 설정하는 것이 바람직하다.
상기 비교결과, 태양전지모듈(100)로부터 공급되는 전기에너지의 양(공급전 력량)이 제1 설정값보다 큰 경우, 상기 제어모듈(500)은 현재 날씨가 맑은 낮시간인 것으로 판단하고, 발광모듈(800)이 오프상태로 변환되도록 제1 스위칭모듈(600) 및 제2 스위칭모듈(700)을 오프상태로 변환한다(S104).
상기와 같이 제1 스위칭모듈(600)이 오프상태로 변환하면, 태양전지모듈(100)에서 공급되는 전기에너지는 축전모듈(400)에 충전되며, 상기 축전모듈(400)은 충전만 이루어지게 된다.
이때, 해당 지역에 바람이 발생되면, 터빈모듈(200)로부터 공급되는 전기에너지에 의해서도 상기 축전모듈(400)이 충전됨은 당연하다.
한편, 맑은 날 밤시간인 경우, 다시 말해 태양전지모듈(100)로부터 공급되는 전기에너지가 제1 설정값보다 작은 경우, 상기 제어모듈(500)은 현재가 밤시간인 것으로 판단하고, 터빈모듈(200)로부터 공급되는 전기에너지의 양(공급전력량)을 확인하고(S106), 확인된 전기에너지를 제2 설정값과 비교한다(S107). 여기서, 상기 제2 설정값은 터빈모듈(200)에 의해 공급되는 전기에너지로 축전모듈(400)을 충전할 수 있는 최소충전가능값을 말한다.
만약, 터빈모듈(200)에 의해 공급되는 전기에너지의 양이 제2 설정값보다 작은 경우(S108), 상기 제어모듈(500)은 현재가 밤시간이면서 맑은 날인 것으로 판단하고, 제1 스위칭모듈(600)을 온상태로 변환하여(S109), 축전모듈(400)에 충전된 전기에너지를 발광모듈(800)에 공급하게 된다(S110).
이때, 상기 제어모듈(500)은 태양전지모듈(100)과 축전모듈(400)의 전기적연결상태 및 터빈모듈(200)과 축전모듈(400)의 전기적연결상태를 오프상태가 되도록 상기 충전모듈(300)을 제어함으로써, 축전모듈(400)의 전기에너지가 저전압상태인 태양전지모듈(100) 및 터빈모듈(200)로 역전되어 공급되는 것을 방지함이 바람직하다.
만약, 터빈모듈(200)에 의해 공급되는 전기에너지의 양이 제2 설정값보다 큰 경우(S108), 상기 제어모듈(500)은 현재상태가 흐린날이나 악천후인 것으로 판단하고, 제1 스위칭모듈(600)을 오프상태로 변환하여(S111), 축전모듈(400)에 충전된 전기에너지를 소모시키지 않고, 제2 스위칭모듈(700)을 온상태로 변환하여(S111), 터빈모듈(200)에서 공급되는 전기에너지를 발광모듈(800)에 공급하게 된다(S112).
따라서, 흐린날이나 악천후로 인하여 축전모듈(400)에 충전된 전기에너지가 소모되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 상기에서 설명한 발광부재 제어 장치가 적용된 도로용 지주에 대하여 설명하기로 하며, 본 발명에 의한 도로용 지주를 설명함에 있어, 도 1에 나타난 충전모듈(300), 축전모듈(400), 제어모듈(500), 제1 스위칭모듈(600), 제2 스위칭모듈(700) 등은 전기적으로 연결되도록 지주의 내부에 설치되며, 당업자의 요구에 따라 다양한 방법 및 구성으로 설치될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하여 설명하지 않음은 당연하다.
본 발명에 의한 도로용 지주는 도 3에 나타난 바와 같이, 적어도 하나의 연결부재(900)와 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200')이 연결되어 설치되며, 상기 연결부재(900)와 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200')의 외형은 원통형이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 연결부재(900)는, 내부의 심(pith)을 제거한 중공 간벌재 원주목(910) 내부에, 일측으로 나사선을 형성한 연결관(920)을 결합하여 구성한 것으로, 도 3의 하측에 도시된 연결부재(900)는 그 하부가 지중에 매립되며, 상측에 도시된 연결부재(900)는 상기 일측(상부)으로 형성된 나사선과 대응하는 나사선이 다른 일측(하부)에 형성된다.
상기 태양전지모듈(100')은, 해당 지주가 설치되는 지역에서의 태양의 연평균고도에 대응하는 기울기를 갖도록 제거된 부분(미부호)에 태양전지(110)를 고정설치하며, 상부 및 하부에는 연결부재(900)의 상하부에 형성된 나사선에 대응하는 나사선(도시하지 않음)이 형성된다.
또한, 상기 태양전지모듈(100')의 제거된 부분에는 적어도 하나의 발광소자(810)을 더 구성할 수 있다.
이때, 상기 태양전지모듈(100')은 운전자의 주행에 방해를 하지 않도록 지면으로부터 60㎝정도 이격된 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 터빈모듈(200')은, 바람에 의한 공기의 운동에너지를 전기에너지로 변환해야 하므로, 충분한 높이를 갖도록 설치하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 도 3에 나타난 바와 같이 상기 태양전지모듈(100')과 터빈모듈(200') 사이에도 연결부재(900)를 연결한다.
상기와 같이 설치되는 터빈모듈(200')은 일정방향으로 관통형성된 관통공(220)의 내부에 풍력터빈(210)을 고정설치하여 구성되며, 바람에 의한 공기가 상기 관통공(220)을 통과하게 되면 풍력터빈(210)이 회전하면서 전기에너지를 생산하 게 된다.
이때, 상기 관통공(220)은 도 4에 나타난 바와 같이, 바람이 유입되는 입구측으로 넓어지도록 형성하여, 저속으로 유입되는 공기가 고속으로 이동하여 배출되도록 함으로써, 터빈모듈(200')에 의해 생성되는 전기에너지의 양을 증가시킬 수 있다.
여기서, 도 4에 나타난 도면부호 '211'은 풍력터빈(210)이 설치되는 것으로, 풍력터빈(210)에서 생산되는 전기에너지를 충전모듈(300)로 공급하기 위하여 도선이 형성된 PCB(Printed Circuit Board) 등으로 구성될 수 있으며, 상기 도선이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여 보호용합성수지 등을 도포할 수 있다.
그리고, 상기 터빈모듈(200')의 상부에는, 캡(Cap) 형태의 상부마감부재(950)를 결합설치하여, 외형적 심미감을 향상시킴은 물론, 상부방향에서 지주로 가하게 되는 외부충격으로부터 터빈모듈(200')을 보호한다.
이때, 상기 상부마감부재(950)의 측면에는 고휘도 반사지를 부착함으로써, 차량을 주행하는 운전자로 하여금 보다 향상된 시인성을 제공할 수 있게 된다.
한편, 도 3에 나타난 바와 같이 태양전지(110) 및 발광소자(810)가 외부에 직접 노출될 경우, 빗물 등이나 외부에서 가하는 충격으로 인하여 파손 및 소손 될 가능성이 있다.
따라서, 도 5a 및 도 5b에 나타난 바와 같이 상기 태양전지(110)와 발광소자(810)가 설치되는 곳에 굴절용 보호커버(101)를 설치한다.
이때, 상기 굴절용 보호커버(101)는, 도 5a에 나타난 바와 같이 계절별로 서 로 다른 고도(A1, A2, A3 등)에서 입사되는 태양광이 태양전지(110)를 향하여 굴절되도록 하는 굴절률을 갖도록 형성함과 동시에, 도 5b에 나타난 바와 같이 발광소자(810)에서 방출되는 빛이 하향으로 굴절되어 방출(L1, L2 등)되도록 하는 굴절률을 갖도록 형성한다.
상기와 같은 굴절률을 만족하기 위한 굴절용 보호커버(101)의 재질, 두께, 곡면의 이심률 등은 스넬의 법칙에 따라 당업자의 요구에 의해 다양하게 적용될 수 있다.
여기서, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200')의 외부는 연결부재(900)와 같은 중공 간벌재 원주목으로 구성함이 바람직하다.
한편, 도 3에 나타난 지주는 태양광이 입사되는 방향(남향)과 차량이 진입하는 방향이 동일 또는 유사한 경우(남쪽에서 지주를 향해 주행하는 경우)에 적용할 수 있으며, 태양광이 입사되는 방향과 차량이 진입하는 방향이 다른 경우에는 도 6에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 지주를 구성할 수 있다.
다시 말해, 태양전지가 설치되는 태양전지모듈(100')과 발광소자가 설치되는 발광모듈(800')을 각각 구성하고, 태양전지모듈(100') 및 발광모듈(800')이 서로 회동가능하도록 결합설치한다.
상기와 같이 태양전지모듈(100') 및 발광모듈(800')이 회동가능하도록 설치되면, 차량의 진입방향에 대응하도록 발광모듈(800')을 회전하여 설치함으로써, 한가지의 지주만으로도 다양한 도로에 적용하여 설치하는 것이 가능해진다.
이상에서 본 발명에 의한 지주용 발광부재 제어 장치와 그 제어 방법 및 이 를 이용한 도로용 지주에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 지주용 발광부재 제어 장치의 예를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 지주용 발광부재 제어 방법의 예를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 의한 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주의 예를 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 터빈모듈의 설치구성을 나타낸 개략도이다.
도 5a는 도 3에 나타난 태양전지모듈의 흡광을 설명한 도면이다.
도 5b는 도 3에 나타난 발광모듈의 발광을 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주의 다른 예를 나타낸 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 태양전지모듈 200 : 터빈모듈
300 : 충전모듈 400 : 축전모듈
500 : 제어모듈 600 : 제1 스위칭모듈
700 : 제2 스위칭 모듈 800 : 발광모듈
900 : 연결부재 910 : 중공 간벌재 원주목
920 : 연결관 950 : 상부마감부재

Claims (21)

  1. 입사되는 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지모듈과,
    전기에너지를 충전 및 방전하는 축전모듈과,
    상기 태양전지모듈에서 변환된 전기에너지를 공급받아 상기 축전모듈을 충전하는 충전모듈과,
    상기 축전모듈에 충전된 전기에너지를 공급받아 빛을 방출하는 발광모듈과,
    상기 축전모듈과 발광모듈 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 축전모듈과 발광모듈의 전기적 연결관계를 온(On)상태 및 오프(Off)상태 중 어느 하나의 상태로 변환하도록 동작되는 제1 스위칭모듈 및
    상기 태양전지모듈에서 변환되는 전기에너지의 양을 측정하고, 상기 측정된 전기에너지의 측정값이 제1 설정값(태양전지에 의한 최소충전가능값)보다 작은 경우에 상기 제1 스위칭모듈을 온상태로 변환하고, 상기 측정값이 제1 설정값보다 큰 경우 상기 제1 스위칭모듈을 오프상태로 변환하는 제어모듈을 포함하는 지주용 발광부재 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 제1 스위칭모듈을 온상태로 변환하면, 태양전지모듈과 축전모듈의 전기적연결상태를 오프상태가 되도록 상기 충전모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 지 주용 발광부재 제어 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    바람에 의한 에너지를 전기에너지로 변환하는 터빈모듈을 더 포함하고,
    상기 충전모듈은,
    상기 터빈모듈에서 변환된 전기에너지를 공급받아 상기 축전모듈을 충전하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 터빈모듈과 발광모듈 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 터빈모듈과 발광모듈의 전기적 연결관계를 온상태 및 오프상태 중 어느 하나의 상태로 변환하도록 동작되는 제2 스위칭모듈을 더 포함하고,
    상기 제어모듈은,
    상기 태양전지모듈에서 변환되는 전기에너지의 측정값이 제1 설정값보다 작은 경우, 상기 터빈모듈에서 변환되는 전기에너지의 양을 측정하고, 상기 측정된 전기에너지의 측정값이 제2 설정값(터빈에 의한 최소충전가능값)보다 큰 경우, 상기 제1 스위칭모듈을 오프상태로 변환하고, 상기 제2 스위칭모듈을 온상태로 변환하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 태양전지모듈에서 변환되는 전기에너지의 측정값이 제1 설정값보다 작고, 상기 터빈모듈에서 변환된 전기에너지의 측정값이 제2 설정값보다 작으면, 제1 스위칭모듈을 온상태로 변환하고, 제2 스위칭모듈을 오프상태로 변환하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    제1 스위칭모듈을 온상태로 변환하고, 제2 스위칭모듈을 오프상태로 변환하면, 터빈모듈과 축전모듈의 전기적연결상태를 오프상태가 되도록 상기 충전모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 장치.
  7. a) 태양전지로부터 공급되는 공급전력량을 확인하는 단계;
    b) 상기 확인된 태양전지의 공급전력량과 제1 설정값(태양전지에 의한 최소충전가능값)을 비교하는 단계; 및
    c) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 큰 경우, 현재상태를 맑은날의 낮시간으로 판단하고 상기 태양전지로부터 공급되는 전기에너지로 축전지를 충전하며, 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 작은 경우, 현재상태를 밤시간, 흐린날, 악천후 중 어느 하나로 판단하고 상기 축전지에 충전된 전기에너지을 발광소자로 공급하는 단계로 이루어진 지주용 발광부재 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 단계 c)는,
    c-1) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 작은 경우, 상기 축전지에 충전된 전기에너지을 발광소자로 공급하면, 상기 태양전지와 축전지의 전기적연결상태를 오프상태가 되도록 변환하는 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 단계 c) 이후에,
    d) 터빈으로부터 공급되는 공급전력량을 확인하는 단계;
    e) 상기 확인된 터빈의 공급전력량과 제2 설정값(터빈에 의한 최소충전가능값)을 비교하는 단계; 및
    f) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 작고, 상기 터빈의 공급전력량이 제2 설정값보다 큰 경우, 상기 터빈으로부터 공급되는 전기에너지를 발광소자로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 단계 f)는,
    f-1) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 작고, 상기 터빈의 공급전력량이 제2 설정값보다 작은 경우, 상기 축전지에 충전된 전기에너지을 발광소자로 공급하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단계 f)는,
    f-2) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 크고, 상기 터빈의 공급전력량이 제2 설정값보다 큰 경우, 상기 터빈으로부터 공급되는 전기에너지로 축전지를 충전하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 단계 f)는,
    f-3) 상기 태양전지의 공급전력량이 제1 설정값보다 작고, 상기 터빈의 공급전력량이 제2 설정값보다 작은 경우, 상기 축전지에 충전된 전기에너지을 발광소자로 공급하면, 상기 터빈과 축전지의 전기적연결상태를 오프상태가 되도록 변환하는 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지주용 발광부재 제어 방법.
  13. 내부의 심(pith)을 제거한 중공 간벌재 원주목(910) 내부에, 일측으로 나사선을 형성한 연결관(920)을 결합하여 구성한 어느 하나의 연결부재(900)의 상부로,
    태양전지(110) 및 발광소자(810)가 고정설치되는 태양전지모듈(100')을 결합설치하고,
    상기 태양전지모듈(100')의 상부에는, 다른 하나의 연결부재(900)에 의해 일정거리 이격되도록 터빈모듈(200')을 결합설치하며,
    상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200') 중 적어도 하나의 내부에는, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200') 중 적어도 하나로부터 전기에너지를 공급받는 충전모듈(300)과, 상기 충전모듈(300)에 의해 전기에너지를 충전하는 충전동작과 상기 발광소자(810)에 전기에너지를 공급하는 방전동작을 수행하는 축전모듈(400) 및 상기 축전모듈(400)의 충전동작 및 방전동작을 제어하는 제어모듈(500)이, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200')과 전기적으로 연결되도록 설치한 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  14. 내부의 심(pith)을 제거한 중공 간벌재 원주목(910) 내부에, 일측으로 나사선을 형성한 연결관(920)을 결합하여 구성한 어느 하나의 연결부재(900)의 상부로,
    태양전지(110)가 고정설치되는 태양전지모듈(100') 및 발광소자(810)가 고정설치되는 발광모듈(800') 중 어느 하나를 결합설치하되, 상기 태양전지모듈(100')의 일측으로 발광소자(810)가 회동가능하도록 설치하고,
    상기 태양전지모듈(100') 및 발광모듈(800') 중 다른 하나의 상부에는, 다른 하나의 연결부재(900)에 의해 일정거리 이격되도록 터빈모듈(200')을 결합설치하며,
    상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200') 중 적어도 하나의 내부에는, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200') 중 적어도 하나로부터 전기에너지를 공급받는 충전모듈(300)과, 상기 충전모듈(300)에 의해 전기에너지를 충전하는 충전동작과 상기 발광소자(810)에 전기에너지를 공급하는 방전동작을 수행하는 축전모듈(400) 및 상기 축전모듈(400)의 충전동작 및 방전동작을 제어하는 제어모듈(500)이, 상기 태양전지모듈(100') 및 터빈모듈(200')과 전기적으로 연결되도록 설치한 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  15. 제 14항에 있어서,
    발광모듈(800')에는, 발광소자(810)에서 방출되는 빛이 하향으로 굴절되도록 하는 굴절률을 갖는 굴절용보호커버(101)가 설치되는 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈모듈(200')은, 일정방향으로 관통형성된 관통공(220)의 내부에 풍력터빈(210)을 고정설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 터빈모듈(200')에 형성된 관통공(220)은 바람이 유입되는 입구측으로 넓어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 터빈모듈(200')의 상부에는, 측면에 고휘도 반사지가 부착된 상부마감부재(950)를 결합설치한 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  19. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태양전지모듈(100')은, 지주가 설치되는 지역에 해당하는 태양의 연평균고도에 대응하는 기울기를 갖도록 태양전지(110)를 고정설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 태양전지모듈(100')에는, 서로 다른 고도에서 입사되는 태양광이 태양전지(110)를 향하여 굴절되도록 하는 굴절률을 갖는 굴절용보호커버(101)가 설치되는 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 터빈모듈(200')의 상부에는, 측면에 고휘도 반사지가 부착된 상부마감부재(950)를 결합설치한 것을 특징으로 하는 발광부재 제어 장치가 설치된 도로용 지주.
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