KR20120058794A - Optimal Landscape Light System and Method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신재생 에너지를 이용한 최적 경관 조명 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 부조(不調) 일수, 1일 필요 전력, 최적 태양광 발전 조건, 일조시간 등과 연계하여 최적의 충전 전력을 제공하는 태양광 발전을 이용한 최적 경관 조명 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optimal landscape lighting system and method using renewable energy, in particular, solar light providing the optimal charging power in connection with the number of days of relief, the required power per day, the optimal photovoltaic power generation conditions, the sunshine time, etc. An optimal landscape lighting system and method using power generation.
최근 조경시설 또는 건축물의 외관을 야간에 조명하기 위한 경관 조명등이 설치되어 사용되고 있다.Recently, landscape lighting is installed and used to illuminate the exterior of a landscape facility or building at night.
이러한 경관 조명등은 지상에 설치되어 지면을 향해 조명을 하는 지상 조명등, 지중에 매립된 지중등, 건물을 향해 조사하는 조명등 등 의도하는 조명 효과에 따라 다양하게 설치되고 있다.Such landscape lighting is installed in various ways depending on the intended lighting effect, such as ground lighting, which is installed on the ground to illuminate the ground, underground light buried in the ground, lighting to illuminate the building.
또한 현재 화석 연료의 고갈과 이산화탄소 발생으로 인한 지구온난화라는 심각한 문제에 직면하고 있어, 대체 에너지의 적극적인 개발과 활용이 시급한 당면 과제로 대두되고 있다. 상기와 같은 경관조명등은 종래의 전기 생산방식에 의해 석유, 석탄 등을 이용한 화력 발전에 크게 의존하므로, 경관조명등 등의 사용에 필요한 전기를 생산함에 있어 무한사용이 가능하고, 무공해 에너지인 태양광, 풍력 등 신재생 에너지를 적극적으로 활용해야할 필요성이 있다. In addition, there is a serious problem of global warming due to the depletion of fossil fuels and the generation of carbon dioxide, and the active development and utilization of alternative energy is an urgent challenge. As such landscape lighting is heavily dependent on thermal power generation using petroleum, coal, etc. according to the conventional electricity production method, it is possible to use infinitely in producing electricity for landscape lighting, etc. There is a need to actively use renewable energy such as wind power.
이와 같이 태양전지모듈을 이용한 경관 조명 시스템 기술의 일례가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.As described above, an example of a landscape lighting system technology using a solar cell module is disclosed in Document 1 below.
도 1은 하기 문헌 1에 개시된 경관 조명 시스템을 나타내는 블록도 이다.1 is a block diagram illustrating a landscape lighting system disclosed in Document 1 below.
도 1에 도시된 경관 조명 시스템은 메인 조명 유니트(100)와 복수개의 로컬 조명 유니트(20)를 구비하며, 메인 조명 유니트(100)는 무선으로 로컬조명 유니트(200)를 제어한다.The landscape lighting system shown in FIG. 1 includes a
이 메인 조명 유니트는 메인 조명등(120), 인체감지센서(131), 조도센서(133), 타이머(135), 통신부(137), 메인 제어부(141) 및 전력 공급부(150)를 구비하고, 메인 조명등(120)은 넓은 지역을 조명할 수 있으면서도 전력소모가 적은 다수의 발광다이오드(121)가 어레이된 것이며, 타이머(135)는 메인 조명등(120)의 구동시간대역을 설정하며, 통신부(137)는 지그비(Zigbee) 무선 통신 방식으로 통신을 수행하도록 구축된다. 한편, 전력공급부(150)는 태양전지모듈(152)로부터 생성된 전기에너지를 DC/DC 변환기(154)를 통해 구동요소(110)를 구동하는데 필요한 전압으로 변환하고, 변환된 전압을 충전하는 배터리(156)를 구비한다. The main lighting unit includes a
또 메인 제어부(141)는 인체 감지센서(131), 조도센서(133), 타이머(135)로부터 출력되는 신호를 이용하여 메인 조명등(120)만 단독으로 조명하는 메인 운전모드인지, 로컬 조명등(220)을 구동하는 로컬운전 모드인지를 결정하여 메인 조명등(120)을 온/오프 구동하고, 통신부(137)를 통해 로컬 조명유니트(200)를 무선으로 제어한다. 또한 로컬 조명 유니트(200)는 로컬조명등(220), 수신부(231), 로컬제어부(233) 및 전력공급부(250)를 구비하고, 전력공급부(250)는 태양전지모듈(252)로부터 생성된 전기에너지를 배터리(256)에 충전하여 구동요소(210)에 공급하도록 구성된다.In addition, the
상기 로컬조명등(220)도 발광다이오드(221)가 적용되며, 로컬제어부(233)는 수신부(231)를 통해 수신된 무선 제어신호에 따라 로컬 조명등(220)을 구동한다.The
이러한 구조의 조명 유니트는 주간에는 태양전지 모듈(152, 252)에 의해 전기에너지를 충전하고, 야간에는 메인 제어부(141)로부터 수신된 제어신호에 따라 발광다이오드(221)를 구동한다.
The lighting unit of this structure charges electrical energy by the
그러나 상기 문헌 1에 개시된 기술에 있어서는 태양전지 모듈(152, 252)에 의해서만 충전을 하므로, 기후 상태에 따라 충전을 충분히 할 수 없는 경우가 발생한다는 문제가 있었다.However, in the technique disclosed in Document 1, since only the
또한, 상술한 문헌 등에 개시된 종래 기술에 있어서는 충전시간에 대한 효율성의 문제, 예를 들어 날씨의 상태가 고르지 못한 부조 일수, 1일 필요 전력, 최적 태양광 발전 조건, 일조시간 등에 대한 최적 조건에 대해 고려되어 있지 않으므로, 효율적인 경관 조명을 할 수 없다는 문제가 있었다.In addition, in the related art disclosed in the above-mentioned documents, the problem of efficiency with respect to charging time, for example, the optimum conditions for the number of days of uneven relief, the required power, the optimal solar power generation conditions, the sunshine time, etc. Since it is not considered, there was a problem that efficient landscape lighting was not possible.
또한 상기 종래 기술에서는 기존의 전력선에서 실시간으로 공급되는 전력 및 태양광 발전에서 공급되는 발전 전력과 부하에 의한 소비전력 및 축전지의 상태에 대한 평가가 이루어지지 않아 날씨와 관계없이 효율적인 경관 조명을 실행할 수 없다는 문제가 있었다.
In addition, the conventional technology does not evaluate the state of the power consumption and the state of the storage battery by the power supplied in real time from the existing power line and the power generated from the photovoltaic power generation and the load, it is possible to execute efficient landscape lighting regardless of the weather. There was no problem.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 부조 일수, 1일 필요 전력, 최적 태양광 발전 조건, 일조시간 등에 대한 최적 조건으로 경관 조명을 실행할 수 있는 신재생 에너지를 이용한 최적 경관 조명 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention has been made to solve the problems described above, the optimum using renewable energy that can execute the landscape lighting in the optimal conditions for the number of days of relief, the required power per day, optimal solar power generation conditions, sunshine time, etc. It is to provide a landscape lighting system and method.
본 발명의 다른 목적은 실시간으로 상용의 공급전력과 태양광의 발전전력에 따른 소비전력 및 축전지의 상태를 판단하여 최적의 경관 조명을 실행할 수 있는 신재생 에너지를 이용한 최적 경관 조명 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide an optimal landscape lighting system and method using renewable energy that can execute optimal landscape lighting by judging the power consumption of a commercial power supply and solar power generation power and the state of a storage battery in real time. will be.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템은 태양광 발전을 이용하여 경관 조명을 최적으로 제어하는 최적 경관 조명 시스템으로서, 태양광 발전부에서 발전된 직류 전기 에너지를 충전하는 축전지, 파워 그리드로부터 송전선을 통해 공급되는 전력을 수용하는 상용 전원부, 상기 축전지 또는 상용 전원부에서 공급되는 전력의 공급을 제어하는 전력 제어장치 및 상기 경관 조명을 위한 AC용 램프 또는 DC용 램프를 구비한 조명부를 포함하며, 상기 전력 제어장치는 상기 축전기의 충전 상태, 상기 태양광 발전부 또는 상용 전원부에서 공급되는 전력의 상태에 따라 부하 사용량 및 부하 사용 시간을 실시간으로 감시하고, 부하 사용량 및 부하 사용 시간이 상기 축전지의 충전 용량을 초과하는 경우 상기 상용 전원부의 전원으로 경관 조명을 실행하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optimal landscape lighting system according to the present invention is an optimal landscape lighting system for optimally controlling landscape lighting by using solar power, and a battery and a power grid for charging DC electric energy generated by the solar power generation unit. And a commercial power supply unit for receiving electric power supplied from a power transmission line from the power supply unit, a power control device for controlling the supply of electric power supplied from the storage battery or the commercial power supply unit, and an illumination unit having an AC lamp or a DC lamp for the landscape lighting. The power control device monitors the load usage time and the load usage time in real time according to the state of charge of the capacitor and the state of the power supplied from the solar power generation unit or the commercial power supply unit, and the load usage time and the load usage time of the battery are measured. When the charging capacity is exceeded, the power supply to the commercial power supply unit Characterized in that the running light.
또 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템에 있어서, 상기 전력 제어장치는 상기 축전지의 충전상태를 체크하고, 충전상태를 출력하는 충전 감시부, 상기 충전 감시부에서 전송된 축전지의 충전 상태에 따라 상기 상용 전원부의 적용 유무를 판단하는 전원 제어부, 상기 전원 제어부의 제어에 따라 상기 AC용 램프 또는 DC용 램프의 온/오프를 제어하는 DC/AC 하이브리드 제어부 및 상기 DC/AC 하이브리드 제어부의 작동상태, 상기 태양광 발전부의 생산 전력의 상태 및 상기 축전지의 충전 상태를 표시하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the optimal landscape lighting system according to the present invention, the power control device checks the state of charge of the battery, and outputs a state of charge, the charge monitoring unit, according to the state of charge of the storage battery transmitted from the charge monitoring unit A power control unit for determining whether a power supply unit is applied, an operating state of the DC / AC hybrid control unit for controlling the on / off of the AC lamp or the DC lamp under the control of the power control unit, and the operating state of the DC / AC hybrid control unit. And a monitoring unit for displaying a state of production power of the photovoltaic unit and a state of charge of the storage battery.
또 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템에 있어서, 시간별 및 계절별로 상기 태양광 발전부 또는 상용 전원부로부터의 공급전력 및 상기 조명부의 소비전력에 관한 정보를 관리하는 전력 감시 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the optimal landscape lighting system according to the present invention, characterized in that it further comprises a power monitoring server for managing information on the power consumption from the solar power generation unit or commercial power supply unit and the power consumption of the lighting unit by time and season. do.
또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 최적 경관 조명 방법은 태양광 발전을 이용하여 경관 조명을 최적으로 제어하는 방법으로서, (a) 설치된 경관 조명의 1일 부하 수요량을 산출하는 단계, (b) 상기 단계(a)에서 산출된 부하량에 출력손실을 고려하여 1일에 필요한 태양광 발전량을 산출하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 산출된 발전량에 따라 태양광 모듈을 선정하는 단계, (d) 상기 단계 (b)에서 산출된 발전량에 따라 축전지 전압, 부조 일수 및 축전지 방전 전압을 고려하여 축전지를 선정하는 단계 및 (e) 상기 (d) 단계에서 선정된 축전지에 충전된 전력에 의해 경관 조명을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the optimal landscape lighting method according to the present invention is a method of optimally controlling the landscape lighting by using solar power generation, (a) calculating the daily load demand of the installed landscape lighting, (b Calculating the amount of photovoltaic power generation required per day in consideration of the output loss in the load amount calculated in step (a), (c) selecting a photovoltaic module according to the amount of power calculated in step (b), (d) selecting the battery according to the battery voltage, the number of days of relief and the battery discharge voltage according to the amount of power calculated in step (b); and (e) by the power charged in the battery selected in step (d). And executing the landscape lighting.
또 본 발명에 따른 최적 경관 조명 방법에 있어서, (f) 부하 사용량 및 부하 사용 시간을 실시간으로 감시하고, 상기 부하 사용량 및 부하 사용 시간이 상기 축전지의 충전 용량을 초과하는 경우 상용 전원으로 경관 조명을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the optimal landscape lighting method according to the present invention, (f) monitoring the load usage and load usage time in real time, and when the load usage and load usage time exceeds the charging capacity of the storage battery, the landscape lighting with commercial power; It further comprises the step of executing.
또 본 발명에 따른 최적 경관 조명 방법에 있어서, (e) 상기 (d) 단계에서의 경관 조명 실행은 DC용 램프에 의해 실행되고, 상기 (f) 단계에서의 경관 조명 실행은 AC용 램프에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.In the optimal landscape lighting method according to the present invention, (e) landscape lighting execution in the step (d) is performed by a DC lamp, and landscape lighting execution in step (f) is performed by an AC lamp. It is characterized in that the execution.
또 본 발명에 따른 최적 경관 조명 방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서의 1일 부하 수요량 및 상기 (b) 단계에서의 1일에 필요한 태양광 발전량 및 상기 (e) 단계에서의 경관 조명 시간은 계절에 따라 각각 상이하게 산출되는 것을 특징으로 한다.In the optimal landscape lighting method according to the present invention, the daily load demand in the step (a) and the amount of photovoltaic power generation required in the day in the step (b) and the landscape lighting time in the step (e) It is characterized by being calculated differently according to the season.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템 및 방법에 의하면, 실시간으로 부조 일수, 1일 필요 전력, 최적 태양광 발전 조건, 일조시간을 검출하므로서 최적의 경관 조명 전력을 공급할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the optimal landscape lighting system and method according to the present invention, it is possible to supply the optimal landscape lighting power by detecting the number of days of relief, the required power per day, the optimal solar power generation conditions, the sunshine time in real time. Obtained.
또, 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템 및 방법에 의하면, 부조 일수, 1일 필요 전력, 최적 태양광 발전 조건에 따라 경관 조명 장치를 설치하므로, 최소의 비용으로 최적의 경관 조명을 실현할 수 있다는 효과도 얻어진다.
In addition, according to the optimal landscape lighting system and method according to the present invention, since the installation of the landscape lighting device according to the number of days of relief, the required power per day, the optimal photovoltaic power generation conditions, it is possible to achieve the optimal landscape lighting at a minimum cost Is also obtained.
도 1은 종래의 경관 조명 시스템을 나타내 보인 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템의 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 전력 제어 장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 최적 경관 조명의 설정 과정을 설명하기 위한 공정도,
도 5는 본 발명에 따른 최적 경관 조명 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 is a block diagram showing a conventional landscape lighting system,
2 is a block diagram of an optimal landscape lighting system according to the present invention;
3 is a configuration diagram of the power control device shown in FIG.
4 is a process chart for explaining a process of setting an optimal landscape lighting according to the present invention;
5 is a flowchart illustrating an optimal landscape lighting method according to the present invention.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated according to drawing.
도 2는 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템의 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전력 제어 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of the optimal landscape lighting system according to the present invention, Figure 3 is a block diagram of the power control device shown in FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템은 파워 그리드로부터 송전선을 통해 공급되는 전력을 수용하는 상용 전원부(10), 야외 전시물, 건물 등의 지붕 또는 일조량이 풍부한 평지 등에 설치된 태양전지 패널을 구비한 태양광 발전부(20), 태양광 발전부(20)에서 발전된 직류 전기 에너지를 충전하는 축전지(30), 상기 축전지(30) 또는 상용 전원부(10)에서 공급되는 전력의 공급을 제어하는 전력 제어장치(40), 상기 경관 조명을 위한 AC용 램프(51) 또는 DC용 램프(52)를 구비한 조명부(50), 시간별 및 계절별로 상기 상용 전원부(10) 또는 태양광 발전부(20)로부터의 공급전력 및 상기 조명부(50)의 소비전력에 관한 정보를 관리하는 전력 감시 서버(60)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the optimal landscape lighting system according to the present invention includes a commercial
상기 상용 전원부(10)는 기상 악화 등의 이유로 태양광 발전부(20)에서 전력이 충분하게 생성되지 않는 경우, 파워 그리드로부터 전기를 공급받기 위해 접속케이블 및 접속 커넥터를 통해 건물 등의 배전반과 접속된다. 이 파워 그리드는 계통전력을 생성하는 다수의 발전설비로 이루어지는 상용전력계통으로서, 수용가 외에 설치된 화력발전소, 원자력 발전소, 풍력발전설비, 수력발전설비, 태양광 발전설비 등 통상의 발전소에 접속된다.The commercial
상기 태양광 발전부(20)에서 집광의 형식은 고정식이거나 최대 효율을 낼 수 있는 방향과 각도로 설정이 가능하도록 이동식으로 적용할 수 있고, 야외 전시물, 건물 등의 설치 여건에 따라 건물의 옥상, 지붕 또는 별도로 마련된 위치에 설치할 수 있다. 또한 태양전지 패널은 태양으로부터 오는 에너지를 모아서 전기로 변환하는 장치로서, 예를 들어 반도체 접합으로 구성된 태양전지에 태양광이 조사되면 광에너지에 의한 전자-양공 쌍이 생기고, 전자와 양공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 원리에 따라 전기를 생산하게 된다. In the solar
상기 전력 제어장치(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 축전지(30)의 충전상태를 체크하고, 충전상태를 출력하는 충전 감시부(41), 상기 충전 감시부(41)에서 전송된 축전지(30)의 충전 상태에 따라 상용 전원부(10)의 적용 유무를 판단하는 전원 제어부(42), 상기 전원 제어부(42)의 제어에 따라 AC용 램프(51) 또는 DC용 램프(52)의 온/오프를 제어하는 DC/AC 하이브리드 제어부(43) 및 상기 DC/AC 하이브리드 제어부(43)의 작동상태, 상기 태양광 발전부(20)의 생산 전력의 상태 및 상기 축전지(30)의 충전 상태를 표시하는 모니터링부(44)를 포함하며, 전력 감시 서버(60)와 시스템 정보 및 이력 정보를 송수신한다. As shown in FIG. 3, the
상기 충전 감시부(41)는 태양광 발전부(20)에서 공급되는 전력에 따라 축전지(30)의 충전상태를 확인하고, 이 상태 정보를 전원 제어부(42)로 출력한다. The
상기 전원 제어부(42)는 상기 충전 감시부(41)로부터 수신된 축전지(30)의 충전 상태에 따라 DC/AC 하이브리드 제어부(43)를 거쳐 조명부(50)에 공급될 전원을 제어한다. 즉, 전원 제어부(42)는 충전 감시부(41)로부터 수신된 태양광 발전부(20)의 발전 상태 및 축전지(30)의 충전 상태를 검사하여 조명부(50)의 DC용 램프(52)를 온시키기 위한 전원을 충족하는 경우, 충전지(30)에서 공급되는 전원을 사용하도록 제어하고, 충전지(30)에 충전된 전원이 DC용 램프(52)를 온시키기 못할 경우, 상용 전원부(10)에서 공급되는 전원을 사용하여 AC용 램프(51)를 구동하도록 제어한다. 이를 위해 상기 전원 제어부(42)는 전력 감시 서버(60)와의 데이터 통신을 실행한다.The
상기 DC/AC 하이브리드 제어부(43)는 상기 전력 제어부(42)로부터의 제어 신호에 따라 AC용 램프(51) 또는 DC용 램프(52)를 구동시킨다.The DC /
상기 모니터링부(44)는 건물 등의 실내에 장착되며, 통상의 LCD 또는 LED 패널로서 웰패드로 이루어질 수 있으며, 사용자의 컴퓨터 시스템의 모니터와 연동하여 사용할 수도 있다.The
또 AC용 램프(51)로는 메탈 할라이드 램프, 고휘도 방전(High Intendity Dischage) 램프 등이 사용되며, DC용 램프(52)로는 LED 조광기 등을 적용할 수 있다.As the
한편 전력 감시 서버(60)는 통상의 연산처리를 실행하는 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), 전력 제어 장치(40)의 제어를 위한 프로그램이 저장된 ROM(Read Only Memory), 전력 제어 장치(40)와의 데이터 통신을 위한 인터페이스 및 데이터베이스를 포함한다. 상기 CPU는 ROM에 미리 기억된 프로그램에 따라 처리를 실행하며, RAM은 CPU가 연산처리를 실행할 때에 데이터를 일시적으로 기억하며, 데이터베이스에는 각 전원설비로부터의 공급전력, 조명부(50)의 소비전력에 영향을 미치는 외적 요인 및 축전지(30)의 충전 상태, 사용 전력량, 시간별 및 계절별 소비전력 및 발전 능력 등에 관한 정보가 저장된다.Meanwhile, the
또한 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 구성 요소의 전기적 결선 방법은 통상의 배전 시스템에 의해 용이하게 실현할 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.In addition, since the electrical connection method of each component shown in Figs. 2 and 3 can be easily realized by a conventional power distribution system, a detailed description thereof will be omitted.
다음에, 도 4에 따라 최적 경관 조명 시스템의 설치 과정을 설명한다.Next, the installation process of the optimum landscape lighting system according to FIG.
도 4는 본 발명에 따른 최적 경관 조명의 설정 과정을 설명하기 위한 공정도이다4 is a flowchart illustrating a process of setting an optimal landscape lighting according to the present invention.
먼저, 야외 전시장 또는 건물 등에 설치된 경관 조명의 1일 부하 수요량을 산출한다(S10). 이러한 산출은 설치될 DC용 램프(52)의 용량 및 개수 등에 의해 용이하게 실시할 수 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의상 하루 부하 수요량을 1.5KW로 한다.First, a daily load demand amount of landscape lighting installed in an outdoor exhibition hall or a building is calculated (S10). This calculation can be easily performed by the capacity and number of the
다음에 상기 단계(S10)에서 산출된 부하량에 출력손실을 고려하여 1일에 필요한 태양광 발전량을 산출한다(S20). 이는 다음의 식 1에 의해 실행된다.
Next, the amount of photovoltaic power generation required for one day is calculated in consideration of the output loss to the load calculated in step S10 (S20). This is performed by the following equation.
1일 필요 전력×출력손실 보정÷평균 일조시간....식 1
1 day power x output loss correction ÷ average sunshine time.
즉, 예를 들어 1.5KW×1.2÷3.5hr = 514.29W로 산출된다. That is, for example, it is calculated as 1.5 KW × 1.2 ÷ 3.5hr = 514.29W.
이어서, 상기 단계 (S20)에서 산출된 발전량에 따라 태양광 모듈을 선정한다(S30). 상기 예에 따르면, 태양광 발전 모듈은 600W 정도의 2개가 필요하다.Subsequently, a photovoltaic module is selected according to the amount of power calculated in step S20 (S30). According to the above example, two solar modules are required, such as 600W.
다음에 상기 단계 (S20)에서 산출된 발전량에 따라 축전지 전압, 부조 일수 및 축전지 방전 전압을 고려하여 축전지를 선정한다(S40). 이는 다음의 식 2 및 3에 따른다.
Next, the battery is selected in consideration of the battery voltage, the number of days of relief and the battery discharge voltage according to the power generation amount calculated in the step S20 (S40). This is according to the following equations 2 and 3.
1일 소모 전류 = 1일 발전량÷축전지 전압...식 2
Daily power consumption = Daily power generation ÷ Battery voltage ... Equation 2
축전지 용량 = 1일 소모 전류×부조 일수×축전지 방전 보정...식 3
Battery capacity = 1 day current consumption × number of relief days × battery discharge correction ... Equation 3
따라서 상기 예에 따르면, 1일 소모 전류는 1일 소모전류는 필요한 1일 발전량(1.5KW × 1.2 = 1800W)을 축전지 전압 24V로 나눈 75Ahr로 된다. Therefore, according to the above example, the daily power consumption is 75Ahr, which is the daily power consumption (1.5KW × 1.2 = 1800W) divided by the battery voltage 24V.
또한 예를 들어 부조 일수가 2일이고, 축전지 방전 보정값이 1.25인 경우, 축전지의 용량은 75 × 2 × 1.25 = 187.5로서, 축전지(30)는 200Ahr인 것이 바람직하다. For example, when the number of relief days is 2 days and the battery discharge correction value is 1.25, the capacity of the battery is preferably 75 × 2 × 1.25 = 187.5, and the
한편, 부조 일수가 3일이고, 축전지 방전 보정값이 1.25인 경우, 축전지의 용량은 75 × 3 × 1.25 = 281.25이므로, 축전지(30)는 약 100Ahr인 것을 3개 사용하는 이 바람직하다. On the other hand, when the number of relief days is 3 days and the battery discharge correction value is 1.25, the capacity of the battery is 75 x 3 x 1.25 = 281.25, so it is preferable to use three
상기와 같이, 본 발명에 따른 최적 경관 조명 시스템에서는 태양광 발전부(20)의 발전용량에 따라 태양광 모듈을 선정하고 축전지(30)를 선정하여 설치한다(S50).
As described above, in the optimal landscape lighting system according to the present invention, the solar module is selected according to the power generation capacity of the solar
다음에 도 5에 따라 최적 경관 조명 방법에 대해 설명한다.Next, an optimal landscape lighting method will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명에 따른 최적 경관 조명 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an optimal landscape lighting method according to the present invention.
경관 조명 시스템의 스위치가 온(ON)되면, 통상의 신재생 에너지의 생성에 따라 태양광 발전부(20)의 각각의 태양광 셀에서 전력을 생성하고(S100), 생성된 전력은 축전지(30)에 충전됨과 동시에 충전 감시부(41)에서 감시된다(S101). 또한 충전 감시부(41)는 생성된 전력에 의한 축전지(30)의 충전량을 검사한다(S102). 이러한 검사는 실시간으로 진행된다. 즉, 조명부(50)의 부하 사용량 및 부하 사용 시간을 실시간으로 감시하는 것은 조명부(50)의 부하 사용량 및 부하 사용 시간이 축전지(30)의 충전 용량을 초과하는 경우 상용 전원부(10)로 경관 조명을 실행하기 위해서다.When the switch of the landscape lighting system is ON, power is generated in each solar cell of the
단계 S102에서 충전 감시부(41)에 의해 축전지(30)로의 충전이 실행되는 것으로 판단되면, 축전지(30)으로의 충전이 계속 실행된다(S103).If it is determined in step S102 that charging to the
한편 단계 S101에서 날씨 등의 영향에 의해 태양광 발전이 이루어지지 않거나, 단계 S102에서 축전지(30)로의 충전이 실행되지 않는 경우 단계 S104로 진행하여 상용 전원부(10)의 전원을 사용하도록 제어된다. On the other hand, when the solar power generation is not made due to the weather or the like in step S101, or charging to the
이때 태양광 발전부(20)에서의 발전 능력 및 축전지(30)에서의 충전 상태는 모니터링부(44)에 표시된다. 이러한 표시는 태양광 발전부(20)에서 생성된 전력 및 조명부(50)에서 소모되는 전력을 감시함과 동시에 축전지(30)의 충전 상태 등을 감시하기 위해 사용된다. At this time, the power generation capability in the solar
다음에 축전기(30)의 충전 상태와 전력 감시 서버(60)에 저장된 조명부(50)에서 사용되는 부하량을 전력 제어 장치(40)에서 비교 판단하고(S105), 조명부(50)에서 사용되는 부하량이 축전지(30)에 충전된 전원으로 실행될 수 있다고 전력 제어 장치(40)가 판단되면, 이어서 조명부(50)에서 사용되는 부하 시간을 판단한다(S106).Next, the state of charge of the
상기 단계 S106에서 축전기(30)의 충전으로 조명부(50)을 작동하기에 충분한 것으로 판단되면, DC/AC 하이브리드 제어부(43)는 DC용 램프(52)를 작동시키도록 제어한다(S107).When it is determined that the
한편 단계 S105 및 S106에서 축전기(30)의 충전 상태가 조명부(50)의 부하 사용량 및 사용 시간을 충족하지 못하는 것으로 전원 제어부(42)가 판단하면, DC/AC 하이브리드 제어부(43)가 상용 전원부(10)의 전원을 사용하도록 하여 조명부(50)의 AC용 램프(51)를 작동시키도록 한다(S108). Meanwhile, when the
상술한 각각의 단계는 실시간으로 실행되므로, 최적의 경관 조명을 실행할 수 있다.Each of the above steps is executed in real time, so that optimal landscape lighting can be executed.
또한 전력 제어 장치(40)는 상술한 바와 같은 일련의 제어에 따른 소비 전력, 발전량, 충전량 등에 관한 데이터를 전력 감시 서버(60)의 데이터베이스에 저장되도록한다.
In addition, the
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
즉 상기 실시예의 설명에서는 경관 조명을 실행하기 위해 조명부(50)에 AC용 램프(51)와 DC용 램프(52)를 구분하여 작동하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 경관의 용도에 따라 인버터 등으로 이루어진 전원 변환기를 구비하여 DC용 램프 또는 AC용 램프 중 어느 하나만으로 조명되도록 할 수도 있다.That is, in the description of the above embodiment, the
또 상기 실시예에서는 태양광 발전을 이용하여 경관 조명을 실행하는 것으로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 풍력 발전 등을 이용하여 실시할 수도 있다. In addition, in the above embodiment, it has been described that the landscape lighting is performed by using solar power generation, but the present invention is not limited thereto.
또한 상기 실시예에서는 전원 제어부(42)가 전력 감시 서버(60)와의 데이터 통신에 의해 조명부(50)를 작동시키는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전원 제어부(42) 내에 전력 감시 서버(60)의 기능을 부가하여 전원 제어부(42) 자체의 능력으로 조명부(50)의 작동을 선택할 수도 있다.
In addition, in the above embodiment, the
본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 최적 경관 조명 시스템 및 방법은 경관의 조명에 이용된다.The optimal landscape lighting system and method using renewable energy according to the present invention is used for lighting of the landscape.
10 : 상용 전원부 20 : 태양광 발전부
30 : 축전지 40 : 전력 제어 장치
50 : 조명부 60 : 전력감시 서버
10: commercial power supply unit 20: solar power generation unit
30: storage battery 40: power control device
50: lighting unit 60: power monitoring server
Claims (7)
태양광 발전부에서 발전된 직류 전기 에너지를 충전하는 축전지,
파워 그리드로부터 송전선을 통해 공급되는 전력을 수용하는 상용 전원부,
상기 축전지 또는 상용 전원부에서 공급되는 전력의 공급을 제어하는 전력 제어장치 및
상기 경관 조명을 위한 AC용 램프 또는 DC용 램프를 구비한 조명부를 포함하며,
상기 전력 제어장치는 상기 축전기의 충전 상태, 상기 태양광 발전부 또는 상용 전원부에서 공급되는 전력의 상태에 따라 부하 사용량 및 부하 사용 시간을 실시간으로 감시하고, 부하 사용량 및 부하 사용 시간이 상기 축전지의 충전 용량을 초과하는 경우 상기 상용 전원부의 전원으로 경관 조명을 실행하는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 시스템.As an optimal landscape lighting system that optimally controls landscape lighting using solar power generation,
Storage battery for charging direct current electric energy generated by the solar power generation unit,
Commercial power supply unit for receiving the power supplied from the power grid via the power transmission line,
A power control device for controlling the supply of power supplied from the storage battery or a commercial power supply unit;
It includes an illumination unit having an AC lamp or a DC lamp for the landscape lighting,
The power control device monitors the load usage and the load usage time in real time according to the state of charge of the capacitor, the state of the power supplied from the solar power generation unit or the commercial power supply unit, the load usage and the load usage time is the charge of the battery Optimum landscape lighting system, characterized in that for executing the landscape lighting to the power supply of the commercial power supply if the capacity is exceeded.
상기 전력 제어장치는
상기 축전지의 충전상태를 체크하고, 충전상태를 출력하는 충전 감시부,
상기 충전 감시부에서 전송된 축전지의 충전 상태에 따라 상기 상용 전원부의 적용 유무를 판단하는 전원 제어부,
상기 전원 제어부의 제어에 따라 상기 AC용 램프 또는 DC용 램프의 온/오프를 제어하는 DC/AC 하이브리드 제어부 및
상기 DC/AC 하이브리드 제어부의 작동상태, 상기 태양광 발전부의 생산 전력의 상태 및 상기 축전지의 충전 상태를 표시하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 시스템. The method of claim 1,
The power control device
Charge monitoring unit for checking the state of charge of the battery, and outputs the state of charge,
A power control unit to determine whether the commercial power unit is applied according to the state of charge of the battery transmitted from the charge monitoring unit;
A DC / AC hybrid controller which controls on / off of the AC lamp or the DC lamp according to the control of the power controller;
Optimal landscape lighting system comprising a monitoring unit for displaying the operating state of the DC / AC hybrid control unit, the state of the production power of the photovoltaic unit and the state of charge of the storage battery.
시간별 및 계절별로 상기 태양광 발전부 또는 상용 전원부로부터의 공급전력 및 상기 조명부의 소비전력에 관한 정보를 관리하는 전력 감시 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 시스템. The method of claim 1,
Optimal landscape lighting system further comprises a power monitoring server for managing information on the power consumption from the solar power generation unit or commercial power unit and the power consumption of the lighting unit by time and season.
(a) 설치된 경관 조명의 1일 부하 수요량을 산출하는 단계,
(b) 상기 단계(a)에서 산출된 부하량에 출력손실을 고려하여 1일에 필요한 태양광 발전량을 산출하는 단계,
(c) 상기 단계 (b)에서 산출된 발전량에 따라 태양광 모듈을 선정하는 단계,
(d) 상기 단계 (b)에서 산출된 발전량에 따라 축전지 전압, 부조 일수 및 축전지 방전 전압을 고려하여 축전지를 선정하는 단계 및
(e) 상기 (d) 단계에서 선정된 축전지에 충전된 전력에 의해 경관 조명을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 방법.As a method of optimally controlling landscape lighting using solar power generation,
(a) calculating the daily load demand of the installed landscape lighting;
(b) calculating the amount of photovoltaic power generation required per day in consideration of the output loss to the load calculated in step (a);
(c) selecting a solar module according to the amount of power calculated in step (b);
(d) selecting the storage battery in consideration of the battery voltage, the number of days of relief and the battery discharge voltage according to the amount of power calculated in step (b); and
(e) performing landscape lighting by electric power charged in the battery selected in the step (d).
(f) 부하 사용량 및 부하 사용 시간을 실시간으로 감시하고, 상기 부하 사용량 및 부하 사용 시간이 상기 축전지의 충전 용량을 초과하는 경우 상용 전원으로 경관 조명을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 방법.The method of claim 4, wherein
(f) monitoring the load usage and the load usage time in real time, and if the load usage and load usage time exceeds the charge capacity of the battery, further comprising executing landscape lighting with commercial power. Landscape lighting method.
(e) 상기 (d) 단계에서의 경관 조명 실행은 DC용 램프에 의해 실행되고, 상기 (f) 단계에서의 경관 조명 실행은 AC용 램프에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 방법.The method of claim 5,
(e) Landscape lighting execution in the step (d) is performed by the DC lamp, landscape lighting execution in the step (f) is carried out by the lamp for AC.
상기 (a) 단계에서의 1일 부하 수요량 및 상기 (b) 단계에서의 1일에 필요한 태양광 발전량 및 상기 (e) 단계에서의 경관 조명 시간은 계절에 따라 각각 상이하게 산출되는 것을 특징으로 하는 최적 경관 조명 방법. The method of claim 5,
The daily load demand in the step (a) and the amount of solar power generation required in the day in the step (b) and the landscape lighting time in the step (e) are calculated differently according to the season. Optimal landscape lighting method.
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