KR20120091529A - 솔라셀을 이용하는 조명장치 - Google Patents

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Abstract

주간 시 태양광을 굴절시켜 솔라셀에 집광시키고 야간 시 LED 광원의 빛을 집광한후 발산하는 반사부재를 포함하는 솔라셀을 이용하는 조명장치를 개시한다. 개시된 조명장치는 반사부재에 의해 태양광을 솔라셀에 효율적으로 집광시킬 수 있으므로 솔라셀의 숫자를 줄일 수 있고, 반사부재에 의해 LED 광원의 빛을 집광한 후 발산하므로 LED 광원에서 조사되는 빛을 효율을 증진시킬 수 있다.

Description

솔라셀을 이용하는 조명장치{Lighting Apparatus Using the Solar cell}
본 발명은 솔라셀 및 LED 광원을 효율적으로 이용할 수 있는 솔라셀을 이용하는 조명장치에 관한 것이다.
최근 들어 환경오염과 화석연료의 고갈로 인하여 화석연료를 대체할 수 있는 전력원 중의 하나인 솔라셀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 가로등, 실내등 및 유도등과 같은 조명장치에 솔라셀을 전력원으로 이용하는 기술이 상용화되어 빠르게 확산 보급되고 있는 추세이다.
상기의 솔라셀을 전력원으로 사용하는 조명장치의 일예가 대한민국 공개실용신안 20-2009-0009461호에 개시되어 있다. 개시된 조명장치는 주간에 솔라셀로 태양광을 전기에너지로 변환하여 이를 축전기에 저장하고, 야간에는 조도센서의 감지에 의해 야간임을 판단하여 축전기에 저장된 저장에너지를 이용하여 LED 광원에서 빛을 조사하도록 구성된다.
그러나, 종래의 조명장치에는 태양광을 솔라셀에 집광시키는 구조가 개시되어 있지 않아 태양광을 솔라셀에 효율적으로 집광시키는 것에 한계가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광을 솔라셀에 효율적으로 집광시킬 수 있는 솔라셀을 이용하는 조명장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치는, 태양광을 전기에너지로 변환하는 다수의 솔라셀을 포함하는 태양전지판과, 상기 다수의 솔라셀에 의해 변환된 전기에너지를 충전하는 축전기와, 상기 축전기에 의해 충전된 전기에너지를 이용하여 빛을 조사하는 다수의 LED 광원이 구비된 회로기판과, 태양광을 굴절시켜 상기 솔라셀로 집광시키는 동시에 상기 다수의 LED 광원에서 조사된 빛을 집광한 후 발산시키는 반사부재와, 상기 반사부재에서 발산된 빛을 확산시키는 확산부재와, 상기 확산부재와, 상기 반사부재와, 상기 태양전지판과, 상기 회로기판과, 상기 축전기를 내부에 수용하는 케이스를 포함하고,
상기 반사부재는 원기둥 형상의 제1몸체와, 상기 제1몸체의 상측에 일체로 마련되어 상측으로 갈수록 직경이 작아지는 형상의 제2몸체와, 상기 제1몸체의 하측에 일체로 마련되어 하측으로 갈수록 직경이 작아지는 형상의 제3몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치는 반사부재를 이용하여 태양광을 굴절시켜 솔라셀에 효율적으로 집광시킬 수 있고, 이에 따라 솔라셀의 숫자를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치는 반사부재를 이용하여 LED 광원에서 조사되는 빛을 집광한 후 확산부재를 통해 케이스의 외부로 확산시킴에 따라 LED 광원에서 조사되는 빛의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치에서 태양빛을 집광시키는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치에서 광원의 빛이 조사되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치에 대해 상세히 설명하며, 이때의 솔라셀을 이용하는 조명장치는 통상적으로 사용되는 유도등을 예로 들어 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 솔라셀을 이용하는 조명장치는 외관을 형성하는 케이스(10)를 포함한다. 이러한 케이스(10)는 하부케이스(11)와, 이 하부케이스(11)와 결합되는 상부케이스(13)를 포함한다. 여기서, 하부케이스(11)와 상부케이스(13) 사이의 공간에는 태양전지판(20)과, 축전기(30)와, 회로기판(40)과, 확산부재(80)와, 반사부재(70)가 마련된다. 그리고 상부케이스(13)의 상면은 케이스(10)의 내부공간으로 태양광이 투과될 수 있는 투과재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 태양전지판(20)에는 다수의 솔라셀(21)이 장착되며, 이러한 솔라셀(21)은 주간에 태양으로부터 발산된 태양광을 집적시켜 전기에너지로 변환시킨다.
축전기(30)는 주간 시 솔라셀(21)에서 변환된 전기에너지를 충전하고, 야간 시 주간 동안 충전된 전기에너지를 LED 광원(50)에 공급한다. 이러한 축전기(30)는 전기에너지의 원할한 충전을 위해 슈퍼 커패시터가 사용될 수 있다.
회로기판(40)에는 복수의 LED 광원(50)과, 조명장치를 전반적으로 제어하는 MCU(60)가 마련된다.
여기서, LED 광원(50)은 상술한 바와 같이 복수개가 마련되는데, 적색 LED 광원(51), 녹색 LED 광원(53) 및 청색 LED 광원(55)이 하나의 유닛을 이루되 다수의 유닛이 구성되도록 배치될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 빛의 삼원색 방식을 이용하여 다수의 색상으로 조사시킬 수 있다.
반사부재(70)는 도시된 바와 같이 케이스(10)의 내부에서 태양전지판(20)의 상부에 배치된다. 이러한 반사부재(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 내부로 투과된 태양광이 굴절되어 솔라셀(21)로 집중될 수 있게 하는 역할을 한다. 또, 반사부재(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 LED 광원(50)에서 조사된 빛을 먼저 집광시킨 후 케이스(10)의 외부로 발산하는 역할을 한다.
이를 위해 반사부재(70)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원통형상의 제1몸체(71)와, 제1몸체(71)와 일체로 이루어지되 제1몸체(71)의 상부에 배치되어 상측으로 갈수록 직경이 작아지는 제2몸체(73)와, 제1몸체(71)와 일체로 이루어지되 제1몸체(71)의 하부에 배치되어 하측으로 갈수록 직경이 작아지는 제3몸체(75)를 포함한다.
이때, 반사부재(70)가 원통형상의 제1몸체(71)의 상하부에 일정한 기울기를 갖는 형상의 제2몸체(73)와 제3몸체(75)를 포함하는 것은 반사부재(70)의 상하부에서 난반사가 이루어지지 않고 솔라셀로 태양광을 집중시키기 위함이다.
즉, 본 발명에서는 반사부재(70)를 이용하여 태양광을 솔라셀(21)로 집중시킬 수 있으므로 솔라셀(21)의 수를 줄일 수 있는 동시에 LED 광원(50)에서 조사된 빛을 반사부재(70)에서 먼저 집광한 후 발광시킴에 따라 LED 광원(50)에서 조사된 빛의 효율을 증대시킬 수도 있다.
확산부재(80)는 반사부재(70)의 상측에 배치되는데, 반사부재(70)와 굴절율이 다르도록 마련되어 LED 광원(50)에서 조사된 빛의 확산을 극대화시킨다.
10 : 케이스 20 : 태양전지판
21 : 솔라셀 30 : 축전기
40 : 회로기판 50 : LED 광원
60 : MCU 70 : 반사부재
71 : 제1몸체 73 : 제2몸체
75 : 제3몸체 80 : 확산부재

Claims (2)

  1. 태양광을 전기에너지로 변환하는 다수의 솔라셀(21)을 포함하는 태양전지판(20)과,
    상기 다수의 솔라셀(21)에 의해 변환된 전기에너지를 충전하는 축전기(30)와,
    상기 축전기(30)에 의해 충전된 전기에너지를 이용하여 빛을 조사하는 다수의 LED 광원(50)이 구비된 회로기판(40)과,
    태양광을 굴절시켜 상기 솔라셀(21)로 집광시키는 동시에 상기 다수의 LED 광원(50)에서 조사된 빛을 집광한 후 발산시키는 반사부재(70)와,
    상기 반사부재(70)에서 발산된 빛을 확산시키는 확산부재(80)와,
    상기 확산부재(80)와, 상기 반사부재(70)와, 상기 태양전지판(20)과, 상기 회로기판(40)과, 상기 축전기(30)를 내부에 수용하는 케이스(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용하는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사부재(70)는,
    원통형상의 제1몸체(71)와, 상기 제1몸체(71)의 상측에 일체로 마련되어 상측으로 갈수록 직경이 작아지는 형상의 제2몸체(73)와, 상기 제1몸체(71)의 하측에 일체로 마련되어 하측으로 갈수록 직경이 작아지는 형상의 제3몸체(75)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용하는 조명장치.
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