KR20150044284A - 태양광 발전 육교용 열선 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전을 통해 축전된 전력을 이용하여 육교용 열선에 전력을 공급하는 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치는, 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전부; 상기 태양광 발전부에서 생산된 전기에너지를 저장하는 복수의 이차전지; 상기 이차전지로부터 전력을 공급받으며, 육교에 설치된 열선; 및 상기 열선에 전력공급여부를 제어하는 제어부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 태양광 에너지를 활용하여 육교에 설치된 열선에 전기 에너지를 공급할 수 있다.

Description

태양광 발전 육교용 열선 장치{HEAT WIRE DEVICE FOR PEDESTRIAN OVERPASS BY SOLAR POWER}
본 발명은 육교용 열선 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전을 통해 축전된 전력을 이용하여 육교용 열선에 전력을 공급하는 장치에 관한 것이다.
겨울철 내린 눈이 녹지 못하고 그대로 결빙된 경우, 보행자의 안전사고를 유발하는 원인이 될 수 있다. 특히 눈이 내린 곳이 다리 또는 육교같이 지면으로부터 일정한 거리가 떨어져 있는 경우, 지열을 전달받기 힘들며 바람에 의해 일반적인 도로보다 더 낮은 온도를 유지하게 되어 눈의 녹는 속도가 일반 도로에 쌓인 눈에 비해서 현저히 더디다.
따라서, 육교같이 보행자가 많이 다는 곳에는 보다 신속하게 쌓인 눈을 치워줘야 하는 필요성이 높지만, 인력 비용 시간 등의 제약에 의해서 사실상 제설이 잘 이루어지지 않을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 종래 기술로서 대한민국 등록특허공보 10-1202262에는 도로용 무인 제설장치를 개시하고 있다. 종래기술은 도로에 열선을 깔고 전력을 공급하여 쌓인 눈을 녹이는 기술에 관한 것이다.
한편, 최근 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하는 장치에 대한 관심이 높아지면서 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 전력난의 수급 문제와 맞물려서 태양광과 같은 천연 에너지로부터 전기 에너지를 발생시키고, 발생된 전력을 이차전지에 저장하여 활용하는 기술에 대한 관심이 높다.
따라서 육교에 설치된 열선에 전력을 공급함에 있어서 태양광 같은 천연 에너지를 이용할 수 있는 장치에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 태양광 발전을 통해 축전된 전력을 이용하여 육교용 열선에 전력을 공급하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치는, 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전부; 상기 태양광 발전부에서 생산된 전기에너지를 저장하는 복수의 이차전지; 상기 이차전지로부터 전력을 공급받으며, 육교에 설치된 열선; 및 상기 열선에 전력공급여부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열선은 육교의 계단발판부분에 설치된다.
본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치는 상기 육교는 복수의 육교용 가로등;을 더 포함하고, 상기 태양광 발전부는 상기 복수의 육교용 가로등에 설치될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 이차전지는 상기 복수의 육교용 가로등에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 복수의 육교용 가로등에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 태양광 발전부는 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 설치된다. 이 때, 상기 복수의 이차전지는 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치는 바람에 의해 회전하는 팬; 및 상기 팬의 회전축에 연결되어 전기를 생성하는 발전기;를 더 포함하며, 상기 발전기에서 생선된 전기는 복수의 이차전지에 저장될 수 있다. 이 때, 상기 팬은 다리 배면에 설치되어 다리 아래로 지나는 자동차가 만들어낸 풍압에 의해 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 이차전지는 상용전력망을 통해 전력을 공급받을 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 에너지를 활용하여 육교에 설치된 열선에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 따라서, 겨울철 쌓인 눈에 의해 발생하는 보행자의 안전사고를 예방할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차전지에 저장된 전기 에너지를 열선 외에 가로등에 사용할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 팬을 사용하여 태양광 에너지외에도 풍력 에너지를 활용하여 이차전지를 충전하는 것이 가능하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치의 구성을 대략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치가 설치된 육교의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 육교용 가로등을 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)의 구성을 대략적으로 도시한 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)는 태양광 발전부(110), 복수의 이차전지(120), 열선(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
상기 태양광 발전부(110)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 태양광 패널을 포함하고 있다. 또한, 상기 태양광 발전부(110)는 태양광 패널 외에 전압 인버터, 역전압 방지 회로, 안정기 등 태양광 발전에 필요한 기타 부품 등을 포함할 수 있다. 상기 태양광 발전부(110)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 태양광 패널을 이용한 발전을 위해 공지의 부품을 추가 또는 대체가 가능하다. 상기 태양광 패널을 이용한 태양광 발전부(110)에 대해서는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 이차전지(120)는 상기 태양광 발전부(110)에서 생산된 전기에너지를 저장한다. 상기 이차전지(120)는 재충전이 가능한 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 이차전지(120)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 이차전지(120)의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이차전지(120)의 종류, 출력전압, 충전용량 등에 의해 한정되는 것은 아니다.
상기 열선(130)은 상기 이차전지(120)로부터 전력을 공급받아 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 역할을 한다. 상기 열선(130)은 PV선, 실리콘열선, 카본열선, 특수카본열선, 무자계열선 등 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 다양한 종류의 열선을 사용할 수 있다. 하지만, 본 발명의 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
상기 제어부(140)는 상기 이차전지(120)에서 출력된 전력이 상기 열선(130)에 공급되는지 여부를 제어하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(140)는 상기 이차전지(120)의 전압 또는 전류를 포함한 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 포함하여 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 제어 기능을 수행한다.
또한, 상기 제어부(140)는 외부와 통신망(미도시)을 통해서 연결될 수 있다. 상기 제어부(140)는 자신이 관리하는 이차전지(120)의 상태에 관한 데이터를 통신망을 통해서 송신하거나, 외부로부터 상기 통신망을 통해서 상기 이차전지(120)의 충방전과 관련된 제어 신호를 수신할 수 있다. 또한, 외부로부터 상기 통신망을 통해서 상기 열선(130)에 전력을 공급하는 시점, 시간, 전력량 등에 관한 제어 신호를 수신할 수 있다. 이를 위해 상기 제어부(140)는 상기 이차전지(120)의 충방전 및 상기 열선(130)의 전력공급제어와 관련된 다양한 제어 기능을 수행할 수 있는 제어 로직을 포함할 수 있다.
상기 제어부(140)는 상술한 다양한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(140)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 상기 메모리장치에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)는 겨울철 육교에 쌓인 눈을 녹이기 위한 장치이다. 따라서, 본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)는 육교에 설치된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)가 설치된 육교의 평면도이다.
육교는 차도를 건널 수 있는 다리와 상기 다리까지 올라갈 수 있도록 설치된 계단부분으로 나누어진다. 특히 상기 계단의 발판부분은 눈이 쌓였을 때, 보행자의 안전사고를 더 많이 일어날 수 있는 부분이다. 바람직하게, 상기 열선(130)은 육교의 계단발판부분에 설치된다. 하지만, 본 발명이 육교의 계단발판부분에만 열선(130)이 설치되는 것에 제한되지 않는다. 계단발판부분 및 보행자가 걸어 다니는 다리의 상부면에도 열선(130)이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)는 복수의 육교용 가로등(131)을 더 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 복수의 육교용 가로등(131)을 확인할 수 있다. 상기 육교용 가로등(131)은 육교를 이용하는 야간 보행자를 위한 것이다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 태양광 발전부(110)는 상기 복수의 육교용 가로등(131)에 설치된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 육교용 가로등(131)을 도시한 구성도이다. 도 3을 참조하면, 상기 태양광 발전부(110)에 포함된 태양광 패널이 가로등(131)의 상단부에 설치된 것을 확인할 수 있다. 상기 태양광 발전부(110)에 포함된 태양광 패널은 효율적인 태양광 흡수를 위해 가로등(131)의 상단부에 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 이차전지(120)는 상기 복수의 육교용 가로등(131)에 설치된다.
도 3을 참조하면, 상기 이차전지(120)가 상기 육교용 가로등(131)의 하단에 설치된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 이차전지(120)는 상기 열선(130)에 전력을 공급할 수 있도록 전력선(121)을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 제어부(140)는 상기 이차전지(120)에 저장된 전력은 가로등(131)에 공급하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 열선에 전력을 공급할 필요가 없을 때, 효율적으로 이차전지(120)에 저장된 에너지를 사용할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 태양광 발전부(110)는 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 설치된다. 그리고, 상기 복수의 이차전지(120)는 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 설치될 수 있다. 이 경우에도, 상기 제어부(140)는 상기 육교와 인접한 복수의 가로등(131)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 육교용 열선 장치(100)는 바람에 의해 회전하는 팬(150) 및 상기 팬(150)의 회전축에 연결되어 전기를 생성하는 발전기(151)를 더 포함할 수 있다. 다시 도 1을 참조하면, 상기 발전기(151)에서 생산된 전기는 상기 이차전지(120)에 저장된다. 따라서, 상기 이차전지(120)는 태양광뿐만 아니라 풍력을 통해 전력을 공급받을 수 있다.
바람직하게, 상기 팬(150)은 다리 배면에 설치된다. 이 경우, 다리 아래로 지나는 자동차가 만들어낸 풍압에 의해 상기 팬(150)이 회전할 수 있다. 이러한 구조는 육교 특유의 구조에서 착안된 것이다. 육교의 특성상 아래로 자동차가 지나갈 때 자동차가 밀어낸 공기에 의해서 육교 밑에는 일정한 크기의 풍압이 발생한다. 이러한 풍압을 효율적으로 사용할 수 있도록 상기 팬(150)을 설치하고, 이를 통해 전력을 생산할 경우 상기 이차전지(120)에 공급할 수 있는 전력을 보다 다양하게 확보할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 이차전지(120)는 상용전력망(미도시)을 통해 전력을 공급받을 수 있다. 상기 태양광 발전부(110) 및 팬(150)은 모두 천연 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 장치이다. 그러나 천연 에너지는 기후 및 날씨에 많은 영향을 받는바 안정적인 전력생산을 기대할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 따라서 정말 상기 열선(130)에 전력을 공급할 필요성이 높을 때, 상용전력망을 통해서 상기 이차전지(120)를 충전할 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양광 에너지를 활용하여 육교에 설치된 열선에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 따라서, 겨울철 쌓인 눈에 의해 발생하는 보행자의 안전사고를 예방할 수 있다. 그리고, 이차전지에 저장된 전기 에너지를 열선 외에 가로등에 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 팬을 사용하여 태양광 에너지 외에도 풍력 에너지를 활용하여 이차전지를 충전하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 태양광 발전 육교용 열선 장치
110 : 태양광 발전부
120 : 이차전지
121 : 전력선
130 : 열선
131 : 가로등
140 : 제어부
150 : 팬
151 : 발전기

Claims (11)

  1. 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전부;
    상기 태양광 발전부에서 생산된 전기에너지를 저장하는 복수의 이차전지;
    상기 이차전지로부터 전력을 공급받으며, 육교에 설치된 열선; 및
    상기 열선에 전력공급여부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열선은, 육교의 계단발판부분에 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 육교는 복수의 육교용 가로등;을 더 포함하고,
    상기 태양광 발전부는, 상기 복수의 육교용 가로등에 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지는, 상기 복수의 육교용 가로등에 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 육교용 가로등에 전력을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 발전부는, 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지는, 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 육교와 인접한 복수의 가로등에 전력을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    바람에 의해 회전하는 팬; 및
    상기 팬의 회전축에 연결되어 전기를 생성하는 발전기;를 더 포함하며,
    상기 발전기에서 생선된 전기는 복수의 이차전지에 저장되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 팬은, 다리 배면에 설치되어 다리 아래로 지나는 자동차가 만들어낸 풍압에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지는, 상용전력망을 통해 전력을 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 육교용 열선 장치.
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