KR20120130424A - 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 그 절전 시스템 - Google Patents

절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 그 절전 시스템 Download PDF

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Abstract


본 발명은 가로등의 조도가 차량의 통행 빈도에 따라 낮춰지게 하여 가로등의 전기 소비량을 절감하고, 차량의 통행량에 따라 한쪽 차선만을 위한 보조등을 설치하여 전체 조명에서 부분 조명으로 전환하여 절전을 하게 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 그 절전 시스템에 관한 것며, 가로등(10)의 전등(12)에 연결되는 제어박스(15)에서 가로등의 조도를 시간별로 제어하도록 설치되고, 가로등(10)의 제어박스(15)에 조도조절회로(15-2)가 설치되어 차량 통행 빈도가 낮아 절전하도록 설정된 시간동안 전등(12)의 조도를 30% 하향시켜 절전하도록 구성된 것을 특징으로 하고, 전등(12)의 하부에 보조등(13)이 설치되고, 전등(12)의 일측에 방향등(14)이 설치된 가로등(10)의 절전시스템에 있어서, 센서(16)에서 교통량을 측정하고, 측정된 측정치가 기준치보다 작고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간에 속하면 보조등(13)과 방향등(14)을 점등하면서 전등(12)을 소등하며, 측정된 측정치가 기준치보다 작고 상기 절전시간에 속하지 않으면 전등(12)의 조도를 30% 하향 조절하고, 측정된 측정치가 기준치보다 크고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하면 전등(12)의 조도를 30% 하향조절하면서 방향등(14)을 점등하며, 측정된 측정치가 기준치보다 크고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하지 않으면 전등(12)의 상태를 그대로 유지하는 것을 특징으로 한다.

Description

절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 그 절전 시스템 { A LED streetlamp having A power saving system and its system }
본 발명은 절전 시스템이 구비된 엘이디(LED) 가로등 및 그 절전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가로등의 조도가 차량의 통행 빈도에 따라 낮춰지게 하여 가로등의 전기 소비량을 절감하고, 차량의 통행량에 따라 한쪽 차선만을 위한 보조등을 설치하여 전체 조명에서 부분 조명으로 전환하여 절전을 하게 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 그 절전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 심야 시간의 도심 자동차도로나 외져서 자동차 등의 통행이 뜸한 자동차 도로 등에서 가로등을 계속적으로 점등상태로 두는 것은 에너지를 낭비하게 되므로 문제가 된다. 이러한 이유에서 종래에 여러 가지 형태의 자연적인 발전장치를 사용하여 가로등에 전력을 공급하거나, 여러 형태의 가로등 절전 방법 및 장치들을 제안하여 가로등에 소모되는 전력을 줄이고자 한 바 있다
그러나 이러한 방법들을 동시에 채택하여 가로등에 적용하더라도 전력의 제공과 제공된 전력의 절전을 위한 관리를 별개로 수행하게 되므로 가로등에 제공되는 전력을 관리하고 동시에 그 전력을 효율적으로 관리하는 수단을 도입하여 효율적인 가로등 전력관리를 도모할 여지가 있다.
한편 가로등은 야간의 자동차 주행에 있어서 시야확보를 위한 중요한 요소로서 절전도 필요하지만 자동차의 주행 안전을 해치지 않는 범위에서의 절전이어야 한다.
가로등에 사용되는 전력을 절감하기 위하여 격등으로 가로등을 점등하는 경우가 있는데, 이는 밝음과 어두움이 반복되어 운전자의 눈을 피로하게 하여 오히려 자동차의 주행 안전을 해치게 되는 결과를 초래하였다.
전력은 한전으로부터 220V(110V) 및 380V의 표준전압으로 각각 가정과 사업장에 공급된다. 전기사업법은 표준전압 220V로 공급되는 전력은 표준전압의 ±13V 이내의 범위(207V~233V)로 공급되도록 규정하고 있고, 표준전압 380V로 공급되는 전력은 표준전압의 ±26V 이내의 범위(354V~406V)로 공급되도록 규정하고 있다. 그런데 한전은 송전 및 배전 도중의 전압강하를 고려하여 전압을 높여 전력을 공급하고 있어 일반적으로 인입되는 전력의 전압은 비교적 높다.
한편, 전력을 사용하는 전기기기는 표준전압의 ±30% 이내의 전압범위(198V~242V, 342V~418V)내에서 정상적으로 작동되도록 설계된다. 따라서 허용전압 범위내에서는 전기기기의 정상적인 작동에는 지장이 없다.
상기와 같은 전기사업법이 정한 전압공급 범위 및 전기기기의 허용전압 특성을 이용하여 전기기기로 공급되는 전력의 전압을 최소의 정격전압으로 낮추어 공급함으로써 전력을 절감하는 방법이 사용되고 있다. 특히 이와 같은 방법은 통상적으로 고전압으로 전력을 공급하고 있는 현장을 고려하면 절전효과는 매우 크다.
한편, 일반적으로 가로를 밝히는 가로등 시스템으로 초기에는 국부적으로 관리자가 직접 차단기를 수동으로 온/오프 시키는 방식을 사용하였으며, 그 후에는 주간과 야간의 조도를 감지하여 자동적으로 가로등의 전원차단기를 온/오프 시키는 방식과 단방향 무선원격제어방식을 이용하거나 GPS를 이용하여 일출, 일몰시간의 변화에 맞추어 계절별 타임프로그램에 의하여 자동적으로 가로등을 제어하는 방식으로 발전해 왔다.
도로의 가로등의 경우 도 1에 도시되어 있듯이 가로등(1)의 지주(2)의 상단에 전등(3)의 지지대에 의하여 도로(4)를 향해 돌출되어 있고, 지주(2)는 보도(5)에 설치되어 대략 6 ~ 12 m 의 높이로 세워진다. 이러한 가로등은 보도와 도로의 전체를 비추어 밝히는 것이 목적이므로 높게 설치되나 높이 설치되는 만큼 조도를 높여야 하므로 전기가 더 많이 소비되는 문제가 있었다.
에너지의 절감 필요성은 비용 절감 뿐만 아니라 환경을 살려 지구 온난화를 막도록 하는 주요 과제이므로 이에 대한 발명과 개발은 반드시 선행되어야 하지만 효과적으로 가로등에 소요되는 전력을 절감할 수 있는 가로등 구조와 시스템이 아직 개발되지 않고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 가로등에 사용되는 전력이 절감되는 구조가 제공되고, 차량이 자주 지나다니지 않는 도로의 가로등을 효율적으로 관리할 수 있는 시스템을 제공하고자 하는 목적이 있다.
가로등의 전등에 연결된 제어박스에 조도조절회로를 설치하여 차량이 자주 다니지 않은 시간대에 조도를 낮추어 전기 사용량을 줄이고자 한다.
그리고 다른 방법으로 가로등의 전등 아래에 보조등을 설치하여 도로의 내측 차선만 밝혀 차량이 많이 다니지 않을 때 도로의 부분만 조명하여 전력을 절감하는 시스템을 제공하고자 한다.
또한 가로등 상단의 전등이 꺼졌을 때 도로의 방향을 안내하기 위하여 하나의 엘이디전구만으로 이루어진 방향등을 점등하여 도로의 전체적인 흐름을 안내하고자 한다.
가로등이 설치된 장소의 차량이 지나가는 빈도를 시간에 따라 저장하여 절전이 가능한 시간대를 주별 또는 월별로 변화시켜 적용할 수 있고, 절전시간에는 센서의 측정치와 별도로 절전할 수 있게 구성할 수 있게 한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 가로등(10)의 전등(12)에 연결되는 제어박스(15)에서 가로등의 조도를 시간별로 제어하도록 설치되고, 가로등(10)의 제어박스(15)에 조도조절회로(15-2)가 설치되어 차량 통행 빈도가 낮아 절전하도록 설정된 시간동안 전등(12)의 조도를 30% 하향시켜 절전하도록 구성된 것을 특징으로 하며, 전등(12)이 지주(11)에 고정되는 지지대 일측에 방향등(14)이 설치되고, 전등(12)의 조도가 낮아질 때 방향등(14)이 점등되도록 제어박스(15)에 방향등(14)이 연결되는 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 가로등(10)의 전등(12) 하부로 지주(11) 일측에 보조등(13)이 설치되고, 보조등(13)은 전등(12)에 비해 도로(4)와 가까워 조광 범위는 좁으나 전등(12)보다 낮은 소비전력으로 같은 조도로 비출 수 있게 구성되며, 전등(12)과 보조등(13)은 제어박스(10)와 연결되고, 제어박스(10)내에 제어부(15-1), 조도조절회로(15-2), 타이머(15-3), 저장장치(15-4)가 구비되며, 제어부(15-1)와 저장장치(15-4)에 자량의 빈도를 측정하는 센서(16)가 연결되고, 센서(16)의 측정값이 소정의 빈도 이하일 때 조도의 제어부(15-1)에 의하여 전등(12)이 소등되고, 보조등(13)이 점등되도록 구성되며, 전등(12)이 지주(11)에 고정되는 지지대 일측에 방향등(14)이 설치되고, 전등(12)이 소등되고 보조등(13)이 점등될 때 방향등(14)이 점등되도록 제어박스(15)에 방향등(14)이 연결되는 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 및 전등(12)의 하부에 보조등(13)이 설치되고, 전등(12)의 일측에 방향등(14)이 설치된 가로등(10)의 절전시스템에 있어서, 센서(16)에서 교통량을 측정하고, 측정된 측정치가 기준치보다 작고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간에 속하면 보조등(13)과 방향등(14)을 점등하면서 전등(12)을 소등하며, 측정된 측정치가 기준치보다 작고 상기 절전시간에 속하지 않으면 전등(12)의 조도를 30% 하향 조절하고, 측정된 측정치가 기준치보다 크고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하면 전등(12)의 조도를 30% 하향조절하면서 방향등(14)을 점등하며, 측정된 측정치가 기준치보다 크고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하지 않으면 전등(12)의 상태를 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등의 절전 시스템을 제공한다.
이상과 같이 본 발명은 조도를 30% 정도 낮추어 가로등 전력 소모량을 줄이게 되므로 차량 사고의 위험을 높이지 않고, 전력 소모량을 절감할 수 있는 효과가 있다. 이러한 조도의 하향 정도는 차후 설정에 따라 변화시킬 수 있으므로 효율적인 전력 관리가 가능하다.
그리고 도로를 통행하는 차량의 숫자를 시간별로 측정하여 일정 빈도 아래일때는 가로등의 조도를 낮출 수 있어 전력소모량이 줄어드는 효과가 있으며, 센서가 측정한 값이 기준치 아래이고, 설정된 절전시간일 때에 전등을 소등하고 보조등만 점등하여 전기 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고 저장장치로 측정치를 시간단위로 주별 월별의 통계를 저장하여 평균치가 변하면 절전시간을 바꾸어 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
교통량에 따라 가로등 상단의 전등을 소등하고 보조등을 점등하면 도로 전체를 비추던 가로등이 보도에 인접한 도로만 비추게 되어 절전을 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 가로등을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등의 연결 구성을 도시한 블럭도.
도 3은 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등을 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등의 절전시스템을 도시한 블럭도.
도 6은 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등의 전등이 도로 전체를 비추는 상태를 도시한 상태도.
도 7은 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등의 보조등이 점등되고, 전등이 소등된 상태를 도시한 상태도.
도 8은 본 발명의 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등 전등의 조도를 30% 줄이고, 방향등을 점등한 상태를 도시한 상태도.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 가로등(10)의 전등(12)에 연결되는 제어박스(15)에서 가로등의 조도를 시간별로 제어하도록 설치되고, 가로등(10)의 제어박스(15)에 조도조절회로(15-2)가 설치되어 차량 통행 빈도가 낮아 절전하도록 설정된 시간동안 전등(12)의 조도를 30% 하향시켜 절전하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
가로등(10)의 전등(12)은 엘이디 전구를 사용하나 메탈 등도 사용할 수 있고, 제어박스(15)의 조도조절회로(15-2)는 디밍(dimming) 시스템을 적용한다. 조광(디밍)은 광원의 발광을 원하는 밝기로 조절하는 것이고, 엘이디는 미세한 조광이 쉽다. 이러한 엘이디 전구를 점등시키는 제어박스(15)에 소비되는 전류의 크기나 듀티비(on/off 시간의비)를 조절하는 조도조절회로(15-2)를 둔다.
따라서 예를 들어 차량의 통행 빈도가 현저히 줄어드는 시외곽의 심야 시간대에 가로등의 밝기를 낮추어 절전을 하게 한다.
그리고 전등(12)이 지주(11)에 고정되는 지지대 일측에 방향등(14)이 설치되고, 전등(12)의 조도가 낮아질 때 방향등(14)이 점등되도록 제어박스(15)에 방향등(14)이 연결된다.
방향등(14)은 엘이디 전구 한 두개 정도를 사용하여 조도가 떨어질 때 도로의 방향을 나타낼 수 있게 한다. 이러한 방향등(14)은 가로등의 장식 역할을 하기도 한다.
가로등(10)의 전등(12) 하부로 지주(11) 일측에 보조등(13)이 설치되고, 보조등(13)은 전등(12)에 비해 도로(4)와 가까워 조광 범위는 좁으나 전등(12)보다 낮은 소비전력으로 같은 조도로 비출 수 있게 구성된다.
전등(12)과 보조등(13)은 제어박스(10)와 연결되어 점등과 소등이 되고, 제어박스(10)는 내부에 제어부(15-1), 조도조절회로(15-2), 타이머(15-3), 저장장치(15-4)가 구비되며, 제어부(15-1)와 저장장치(15-4)는 자량의 빈도를 측정하는 센서(16)가 연결된다. 이러한 센서(16)의 측정값이 소정의 빈도 이하일 때 조도의 제어부(15-1)에 의하여 전등(12)이 소등되고, 보조등(13)이 점등되도록 구성된다.
그리고 전등(12)이 소등되고 보조등(13)이 점등될 때 방향등(14)이 점등되도록 제어박스(15)에 방향등(14)이 연결되어 제어된다 .
전등(12)의 하부에 보조등(13)이 설치되고, 전등(12)의 일측에 방향등(14)이 설치된 가로등(10)의 절전시스템을 구동하는 절전 방법은 아래와 같이 할 수 있다.
센서(16)에서 교통량을 측정하고, 측정된 측정치가 기준치보다 작고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간에 속하면 보조등(13)과 방향등(14)을 점등하면서 전등(12)을 소등한다.
그리고 측정된 측정치가 기준치보다 작고 상기 절전시간에 속하지 않으면 전등(12)의 조도를 30% 하향 조절하여 절전하게 된다.
측정된 측정치가 기준치보다 크고, 즉 차량이 기준치보다 많이 통행하게 되면서 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하면 전등(12)의 조도를 30% 하향조절하면서 방향등(14)을 점등한다.
측정된 측정치가 기준치보다 크고, 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하지 않으면 전등(12)의 상태를 그대로 유지하여 통행하고 있는 차량이 안전한 상태에서 통행할 수 있게 한다.
따라서 본 발명은 차량빈도와 통계학적 절전시간 두가지 요인에 의하여 다른 절전방법을 택하도록 구성된 것으로서, 안전하면서 효율적인 절전이 되도록 구성한 것이다.
1 : 가로등 2 : 지주
3 : 전등 4 : 도로
5 : 보도 10 : 가로등
11 : 지주 12 : 전등
13 : 보조등 14 : 방향등
15 : 제어박스 15-1 : 제어부
15-2 : 조도조절 회로 15-3 : 타이머
15-4 : 저장장치 16 : 센서
17 : 전원

Claims (5)

  1. 가로등(10)의 전등(12)에 연결되는 제어박스(15)에서 가로등의 조도를 시간별로 제어하도록 설치되고, 가로등(10)의 제어박스(15)에 조도조절회로(15-2)가 설치되어 차량 통행 빈도가 낮아 절전하도록 설정된 시간동안 전등(12)의 조도를 30% 하향시켜 절전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전등(12)이 지주(11)에 고정되는 지지대 일측에 방향등(14)이 설치되고, 전등(12)의 조도가 낮아질 때 방향등(14)이 점등되도록 제어박스(15)에 방향등(14)이 연결되는 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등.
  3. 가로등(10)의 전등(12) 하부로 지주(11) 일측에 보조등(13)이 설치되고, 보조등(13)은 전등(12)에 비해 도로(4)와 가까워 조광 범위는 좁으나 전등(12)보다 낮은 소비전력으로 같은 조도로 비출 수 있게 구성되며, 전등(12)과 보조등(13)은 제어박스(10)와 연결되고, 제어박스(10)내에 제어부(15-1), 조도조절회로(15-2), 타이머(15-3), 저장장치(15-4)가 구비되며, 제어부(15-1)와 저장장치(15-4)에 자량의 빈도를 측정하는 센서(16)가 연결되고, 센서(16)의 측정값이 소정의 빈도 이하일 때 조도의 제어부(15-1)에 의하여 전등(12)이 소등되고, 보조등(13)이 점등되도록 구성된 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등.
  4. 제 3 항에 있어서,
    전등(12)이 지주(11)에 고정되는 지지대 일측에 방향등(14)이 설치되고, 전등(12)이 소등되고 보조등(13)이 점등될 때 방향등(14)이 점등되도록 제어박스(15)에 방향등(14)이 연결되는 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등.
  5. 전등(12)의 하부에 보조등(13)이 설치되고, 전등(12)의 일측에 방향등(14)이 설치된 가로등(10)의 절전시스템에 있어서,
    센서(16)에서 교통량을 측정하고,
    측정된 측정치가 기준치보다 작고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간에 속하면 보조등(13)과 방향등(14)을 점등하면서 전등(12)을 소등하며,
    측정된 측정치가 기준치보다 작고 상기 절전시간에 속하지 않으면 전등(12)의 조도를 30% 하향 조절하고,
    측정된 측정치가 기준치보다 크고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하면 전등(12)의 조도를 30% 하향조절하면서 방향등(14)을 점등하며,
    측정된 측정치가 기준치보다 크고 축적된 데이타에 의해 미리 설정된 절전시간 범위에 속하지 않으면 전등(12)의 상태를 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 절전 시스템이 구비된 엘이디 가로등의 절전 시스템.
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KR102435327B1 (ko) 2021-12-29 2022-08-23 (주)엠케이 디밍 제어가 가능한 조명 장치

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