KR20110026060A

KR20110026060A - 태양광 석등

Info

Publication number: KR20110026060A
Application number: KR1020090083785A
Authority: KR
Inventors: 채계석
Original assignee: 토목코리아 주식회사
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-15

Abstract

본 발명은 태양 전지를 이용하여 전기를 발생시키고 야간에 이를 조명에 이용하며 태양 전지 상에 위치한 이물질을 제거할 수 있는 태양광 석등에 관한 것으로서, 하대부, 화사부, 상륜부를 포함하여 구성된 석등에 있어서, 상륜부 표면에 부착되어 태양광을 전기로 변환하는 태양 전지부; 태양 전지부에서 생성된 전기를 저장하는 충전지부; 충전지부에 저장된 전기를 공급받아 발광하는 조명부; 및 상륜부 상단을 관통하여 위치하는 회전축, 회전축에 축결합되고 바람에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전력 발생부, 및 태양 전지부 표면에 밀착하는 곡선 형태이고 일단이 회전력 발생부에 연결되는 브러쉬부를 갖는 이물질 제거부를 포함하는 태양광 석등을 제공한다.

석등, 태양전지, LED, 이물질

Description

태양광 석등{Stone Lantern Using Sun Light}

본 발명은 태양 전지를 이용하여 전기를 발생시키고 야간에 이를 조명에 이용하며 태양 전지 상에 위치한 이물질을 제거할 수 있는 태양광 석등에 관한 것이다.

석등은 사원, 능묘, 정원 등에 조명을 위해 돌로 만든 등기를 의미하고, 형상적으로는 상륜부, 화사부, 하대부 등으로 구성된다. 전통적인 석등은 화사부 내부에 등잔불이나 촛불을 위치시켜 이를 이용하여 조명을 한다. 그러나, 등잔불이나 촛불은 쉽게 불이 꺼질 수 있고 등잔불 기름이나 초를 주기적으로 교체하여야 하며 유지 관리 비용이 소모되는 문제점이 있다.

이러한 문제점에 기인하여 외부에서 공급되는 전기를 이용하여 화사부 내부에 위치하는 전등으로 조명을 하는 석등이 사용되고 있다. 그러나, 석등은 통상적으로 건물 등의 전기를 공급할 수 있는 시설과 멀리 이격된 야외에 설치되어 전기를 석등까지 공급하는 것은 용이하지 않다. 그리고, 이는 전력의 낭비와 누전 사고를 유발할 수 있다.

그리하여, 대한민국 공개특허 제 10-2008-0077813호는 상륜부 표면에 부착되 어 태양광을 집광하여 태양광을 전기 에너지로 변환시키는 태양 집열판부와, 전기 에너지를 충전하는 충전지부와, 전기 에너지를 공급받아 빛을 발산하는 조명부를 포함하는 태양광을 이용한 석등을 개시한 바 있다. 이러한 태양광 석등은 외부로부터 전기 공급이나 관리 없이 지속적으로 조명을 할 수 있다. 특히 전기를 공급하기 어려운 야외의 임의 위치에 설치할 수 있다.

상기 특허는 태양광을 전기 에너지로 변환시키는데 태양 전지(솔라셀)를 이용한다. 그러나, 태양 전지의 표면에 눈이나 나뭇잎과 같은 이물질이 있는 경우 태양광을 이용하여 전기를 발생시키는데 문제가 발생한다. 눈과 같은 이물질이 태양 전지 전체를 덮고 있는 경우 태양 전지는 태양광을 받지 못하여 발전을 할 수 없게 된다.

또한, 나뭇잎과 같은 이물질이 태양 전지의 일부만을 덮고 있는 경우에도 태양 전지 전체에서 문제가 발생한다. 다수의 셀로 구성된 태양 전지 모듈에서 일부 셀이 태양광을 받지 못하는 경우, 정상적인 셀에서 생산된 전류가 태양광을 받지 못하는 셀로 역류되어 전체적인 효율 감소가 유발된다. 심지어는, 태양광을 받지 못하는 셀로 과다한 전류가 역류되어 태양광을 받지 못하는 셀의 온도가 과다하게 증가하고, 높은 온도로 인해 그 셀이 파괴되는 현상이 발생한다(이를 열점(hot spot) 현상이라 한다).

이를 방지하기 위해서 바이패스 다이오드(bypass diode)를 추가하는 방법이 있기는 하지만, 태양 전지 표면의 이물질을 제거하는 것이 가장 근본적인 대책이다. 그러나, 야외에 설치되는 석등의 특성상, 지속적으로 태양 전지 표면의 상태를 감시하고 이물질을 제거하는 것은 용이하지 않다.

본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 태양 전지 표면에 있는 눈이나 나뭇잎과 같은 이물질을 별도의 동력을 요구하지 않고 제거할 수 있는 태양광 석등을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 문제점을 극복하기 위해 본 발명은, 하대부, 화사부, 상륜부를 포함하여 구성된 석등에 있어서, 상륜부 표면에 부착되어 태양광을 전기로 변환하는 태양 전지부; 태양 전지부에서 생성된 전기를 저장하는 충전지부; 충전지부에 저장된 전기를 공급받아 발광하는 조명부; 및 상륜부 상단을 관통하여 위치하는 회전축, 회전축에 축결합되고 바람에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전력 발생부, 및 태양 전지부 표면에 밀착하는 곡선 형태이고 일단이 회전력 발생부에 연결되는 브러쉬부를 갖는 이물질 제거부를 포함하는 태양광 석등을 제공한다.

태양 전지부는 상륜부 표면에서 정북 방향을 제외하고 부착되고, 회전축은 수직으로부터 정북 방향으로 기울어진 것이 바람직하다.

상술한 본 발명에 따르면, 풍력에 의해 회전하는 브러쉬부에 의해 태양 전지부 표면에 있는 눈이나 나뭇잎 같은 이물질을 별도의 동력원 없이 제거할 수 있다. 그리고, 회전축이 정북 방향으로 기울어져 있어 바람이 없는 경우 브러쉬부는 자체 무게로 정북 방향에 위치하게 되고, 브러쉬부가 태양 전지 표면의 특정 위치를 지 속적으로 덮지 않게 되어 태양 전지에 의한 발전을 방해하지 않게 된다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 석등의 정면도이다. 도 1을 참조하면, 태양광 석등(100)은 통상적인 석등의 구성 요소인 하대부(10), 화사부(20) 및 상륜부(30)를 포함한다. 하대부(10)는 태양광 석등(100)의 기둥으로서 화사부(20)를 받친다. 화사부(20)는 전통적인 석등에서는 내부에 등잔불 또는 촛불을 위치시켜 조명을 하기 위한 장치이다. 상륜부(30)는 화사부(20) 상부에 적층되어 화사부(20)를 비나 눈으로부터 보호하는 지붕으로 사용된다. 도 1에서 상륜부(30)는 반구 형태로 제작된다.

태양 전지부(40)는 다수개의 태양 전지 모듈로 구성되어 반구 형태의 상륜부(30) 표면에 부착된다. 태양 전지부(40)는 태양광을 이용하여 전기를 생성하기 위해 사용된다. 태양 전지부(40)는 태양광이 적게 비추는 정북 방향에는 부착되지 않는 것이 바람직하다.

조명부(50)는 화사부(20) 내부 공간에 위치한다. 조명부(50)는 전기를 이용하여 발광하는 백열전구, 형광등, LED 등이 이용될 수 있고, 바람직하게는 적은 전력을 사용하는 LED가 이용될 수 있다. 조명부(50)는 복수의 단색 또는 다색 LED가 모여서 구성된다. 화사부(20)에는 내부의 조명부(50)를 보호하기 위한 투명창이 위치할 수 있다.

도 2의 블럭도를 참조하면, 제어부(70)는 태양 전지부(40)에서 생성된 전기 를 축전지부(80)에 충전시키고, 센서부(90)로부터의 신호에 기초하여 축전지부(80)에 충전된 전기를 조명부(50)로 공급하여 발광시키게 한다.

축전지부(80)는 태양광 석등(100) 내부의 임의의 위치에 설치될 수 있고, 바람직하게는 하대부(10) 내부에 위치한다. 축전지부(80)가 과충전되지 않도록 태양 전지부(40)에서 생성된 전기는 과충전 방지 회로에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

센서부(90)는 태양광 석등(100) 표면에 위치한다. 센서부(90)는 주변 환경의 밝기를 측정하여 측정한 밝기를 제어부(70)로 전송한다. 센서부(90)는 또한 주변 환경의 습도를 측정하는 것도 가능하다.

제어부(70)는 태양광 석등(100) 내부의 임의의 위치에 설치될 수 있다. 제어부(70)는 센서부(90)로부터 수신한 밝기 신호에 기초하여 조명이 필요한지 여부를 결정하고, 조명이 필요하다고 판단되는 경우 축전지부(80)에 충전된 전기를 조명부(50)로 공급할 수 있다. 또는, 제어부(70)는 일광 시간을 저장하거나 계산하고 현재 시간이 밤이라고 판단되는 경우 축전지부(80)에 충전된 전기를 조명부(50)로 공급할 수 있다. 제어부(70)는 축전지부(80)의 충전량, 조명부(50)의 소비 전력, 조명부(50)의 조명 시간, 센서부(90)에서 측정된 밝기에 기초하여 조명부(50)로 공급되는 전력량을 조절하는 것이 가능하다. 센서부(90)가 주변 환경의 습도를 측정할 수 있고 조명부(50)가 다색의 LED가 조합되어 구성된 경우, 제어부(70)는 센서부(90)에서 측정된 습도에 기초하여 조명부(50)에서 방출되는 빛의 색을 선택할 수 있다.

도 1 및 도 1에서 상륜부(30)의 확대 단면도인 도 3을 참조하면, 태양광 석등(100)은 이물질 제거부(60)를 포함한다. 이물질 제거부(60)는 상륜부(30) 상단을 관통하여 위치하는 회전축(61), 회전축에 축결합되고 바람에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전력 발생부(62), 및 태양 전지부(40) 표면에 밀착하는 곡선 형태이고 일단이 회전력 발생부(62)에 연결되는 브러쉬부(63)를 포함한다.

회전력 발생부(62)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같은 수평 방향의 바람을 이용하는 다수의 반구형 컵으로 구성되거나, 또는 수평 또는 수직 방향의 바람을 이용하는 바람개비 형태로 구성되는 등 바람에 의해 회전 가능한 다양한 형태로 제작될 수 있다. 회전력 발생부(62)는 바람에 의해 회전축(61)을 중심으로 회전한다.

브러쉬부(63)는 일단이 회전력 발생부(62)에 연결되어 회전력 발생부(62)가 바람에 의해 회전축(61)을 중심으로 회전할 때 같이 회전축(61)을 중심으로 회전한다. 브러쉬부(63)는 태양 전지부(40)에 밀착되는 곡선 형태이므로, 브러쉬부(63)는 회전하면서 태양 전지부(40) 위를 미끄러지고 태양 전지부(40) 상에 위치하는 눈이나 나뭇잎과 같은 이물질을 제거한다. 태양 전지부(40)의 표면에 흠집을 내지 않도록 브러쉬부(63)에서 태양 전지부(40)와 접하는 부분이 부드러운 재질로 제작되거나 브러쉬부(63)와 태양 전지부(40)는 미세하게 이격되는 것이 바람직하다.

한편, 바람이 없거나 매우 약한 경우 브러쉬부(63)는 회전을 멈추고 고정될 수 있다. 이러한 경우, 브러쉬부(63)의 그림자에 의해 태양 전지부(40)의 효율이 매우 감소하게 된다. 이를 방지하기 위해, 도 3을 참조하면, 회전축(61)은 수직으로부터 정북을 향해 소정의 각도(θ) 기울어진다. 바람이 없거나 매우 약한 경우 브러쉬부(63)는 자체의 무게로 인해 정북 방향에 위치하게 되고, 상술한 바와 같이 태양 전지부(40)는 정북 방향에는 부착되지 않으므로, 브러쉬부(63)의 그림자는 태양 전지부(40)에 영향을 주지 않는다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 석등의 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 태양광 석등의 블럭도, 및

도 3은 도 1의 태양광 석등에서 상륜부의 확대 단면도.

<도면 부호에 대한 설명>

100: 태양광 석등

10: 하대부

20: 화사부

30: 상륜부

40: 태양 전지부

50: 조명부

60: 이물질 제거부

61: 회전축

62: 회전력 발생부

63: 브러쉬부

70: 제어부

80: 축전지부

90: 센서부

Claims

하대부, 화사부, 상륜부를 포함하여 구성된 석등에 있어서,

상기 상륜부 표면에 부착되어 태양광을 전기로 변환하는 태양 전지부;

상기 태양 전지부에서 생성된 전기를 저장하는 충전지부;

상기 충전지부에 저장된 전기를 공급받아 발광하는 조명부; 및

상기 상륜부 상단을 관통하여 위치하는 회전축, 상기 회전축에 축결합되고 바람에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전력 발생부, 및 상기 태양 전지부 표면에 밀착하는 곡선 형태이고 일단이 상기 회전력 발생부에 연결되는 브러쉬부를 갖는 이물질 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 석등.
제 1 항에 있어서,

상기 태양 전지부는 상기 상륜부 표면에서 정북 방향을 제외하고 부착되고,

상기 회전축은 수직으로부터 정북 방향으로 기울어진 것을 특징으로 하는 태양광 석등.