KR20160041574A - 태양광 발전을 이용한 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데크(10) 상에서 태양광 발전을 이용하는 조명장치에 있어서: 상기 데크(10)에 설치된 장착대(24)의 저면에 램프(26)를 구비하는 조명수단(20); 상기 장착대(24)의 상면에 전원용량의 변동이 가능하도록 다수로 연결된 태양광 모듈(32)을 구비하는 전원수단(30); 및 상기 전원수단(30)의 전기를 조도에 따라 조명수단(20)에 제공하도록 설치되는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 해양프로젝트 상에 설치되는 다량의 형광등을 친환경적인 태양광을 이용해 조도에 따라 점등함으로써 전력소모를 축소하고 조명배전반 등의 관련부재를 줄여 자재비와 설치 시수를 절감하는 효과가 있다.

Description

태양광 발전을 이용한 조명장치{Marine lighting apparatus using photovoltaic power generation}

본 발명은 선박 등의 조명장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 해양프로젝트에서 선체의 데크에 조도에 따라 점등되도록 설치되는 태양광 발전을 이용한 조명장치에 관한 것이다.

현재 해양 프로젝트(Fixed Platform, FPSO 등)의 온데크(On deck)에 설치되는 조명 시스템(Lighting System)은 별도의 스위치가 없이 24시간 켜져 있는 상시 점등 상태로 작동한다. 그런데 데크에 설치되는 조명 중에서 형광등의 수량이 많은 바, FPSO의 경우 약 1200개가 설치되어 전력소모가 크므로 신재생에너지를 활용하는 방안이 강구되기도 한다.

신재생에너지의 하나인 태양광으로 조명하는 시스템과 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2011-0023006호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1330326호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 벽면 또는 구조물에 탈착 가능하게 고정되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 회전 구동이 가능하게 설치되는 태양광 모듈과, 상기 태양광 모듈과 전기적으로 연결되는 조명구와, 모듈에서 발생한 전기 에너지를 저장하도록 베이스 플레이트에 설치되는 축전지를 포함한다. 이에 따라, 시공 환경에 관계없이 누구나 편리하게 시공할 수 있는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 해안가에 설치되는 바디부; 상기 바디부에 설치되어 조명을 제공하는 광원을 포함하는 광원부; 상기 바디부에 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈; 상기 태양광 발전 모듈에서 발전하는 전기를 축전하는 축전지; 사용 가능한 가용량 내에서 축전지의 전기를 광원부로 제공하여 조명의 점등을 제어하는 제어부; 등으로 구성된다. 이에 따라, 피난 유도에 대한 장치의 사용 신뢰도를 충족시키는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 해양프로젝트 등에서 다수의 영역에 다량의 조명등을 점등하도록 설치되는 조명 시스템에 그대로 적용하여 전력소모를 비롯한 제반 비용의 절감과 친환경적 측면의 실효성을 높이기 미흡하다.

1. 한국 공개특허공보 제2011-0023006호 "태양광 발전 조명장치" (공개일자 : 2011. 3. 8.) 2. 한국 등록특허공보 제1330326호 "피난 유도를 위한 태양광 발전 조명 장치" (공개일자 : 2013. 11. 14.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 친환경적인 태양광을 이용해 해양프로젝트 상에 설치되는 형광등을 조도에 따라 점등함으로써 전력소모를 축소하고 불필요한 관리요소를 줄여 자재비와 설치 시수를 절감하는 태양광 발전을 이용한 조명장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 설치후 사용상태에서 주변 상황의 변화에 대응하여 조명설비의 증감이 용이한 태양광 발전을 이용한 조명장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 데크 상에서 태양광 발전을 이용하는 조명장치에 있어서: 상기 데크에 설치된 장착대의 저면에 램프를 구비하는 조명수단; 상기 장착대의 상면에 전원용량의 변동이 가능하도록 다수로 연결된 태양광 모듈을 구비하는 전원수단; 및 상기 전원수단의 전기를 조도에 따라 조명수단에 제공하도록 설치되는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 전원수단의 태양광 모듈은 가이드레일 상에 인출 가능하게 설치되고, 전원의 단속이 용이하도록 커넥터로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 전원수단의 태양광 모듈은 저면의 노출이 가능하도록 힌지를 개재하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단은 각각의 조명수단에 대한 축전지와 변환기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단은 다수로 연결된 조명수단 중에 분산적으로 구비된 제어기를 통하여 전원을 분배하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 해양프로젝트 상에 설치되는 다량의 형광등을 친환경적인 태양광을 이용해 조도에 따라 점등함으로써 전력소모를 축소하고 조명배전반 등의 관련부재를 줄여 자재비와 설치 시수를 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조명장치를 전체적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 조명장치의 요부를 확대하여 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 조명장치의 제어를 나타내는 개념도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 데크(10) 상에서 태양광 발전을 이용하는 조명장치에 관하여 제안한다. 해양 프로젝트(Fixed Platform, FPSO 등)의 온데크에 설치되는 조명을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 조명수단(20)이 상기 데크(10)에 설치된 장착대(24)의 저면에 램프(26)를 구비하는 구조이다. 장착대(24)는 지지대(22)를 개재하여 설치될 수도 있고 지지대(22) 없이 벽체 등에 직접 고정될 수도 있다. 조명수단(20)의 램프(26)는 형광등을 사용함이 보편적이나 LED 등의 여타 조명을 배제하는 것은 아니다. 지지대(22)는 배선을 통과시키도록 중공의 관부재를 사용하는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면 전원수단(30)이 상기 장착대(24)의 상면에 전원용량의 변동이 가능하도록 다수로 연결된 태양광 모듈(32)을 구비하는 구조이다. 각각의 태양광 모듈(32)은 전압 0.5~0.6V, 전류 5~8A, 출력 3~4W 범위의 규격을 지닌 다수의 셀로 구성한다. 일예로 FPSO에 설치되는 형광등의 경우 18~36W의 전력을 소요하는 점을 고려하여 장착대(24)에 탑재되는 태양광 모듈(32)의 규격과 수량을 결정한다. 하나의 장착대(24)에 태양광 모듈(32)을 복수로 설치하는 것은 전원용량의 변동이 발생하는 경우에 대처하기 위함이다.

즉, FPSO에 설치되는 1200개의 형광등에 있어서 태양광을 받는 자세가 각각 다를뿐더러 주변 설비의 변경이나 조도 규정의 변동에 따라 태양광 조사량 및 조도 상의 변동이 수반될 수 있다. 이에, 각각의 장착대(24)에 탑재되는 태양광 모듈(32)은 유연한 용량변동을 허용함이 바람직하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 전원수단(30)의 태양광 모듈(32)은 가이드레일(28) 상에 인출 가능하게 설치되고, 전원의 단속이 용이하도록 커넥터(36)로 연결되는 것을 특징으로 한다. 가이드레일(28)은 태양광 모듈(32)을 지지하면서 슬라이딩을 허용하는 틀을 의미한다. 각각의 태양광 모듈(32)은 조명수단(20)에 소요되는 용량에 맞추도록 일면에 구비된 커넥터(36) 상에 케이블(34)을 이용하여 병렬회로로 연결한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 전원수단(30)의 태양광 모듈(32)은 저면의 노출이 가능하도록 힌지(38)를 개재하여 설치되는 것을 특징으로 한다. 커넥터(36)와 케이블(34)의 연결 및 해체가 용이하도록 가이드레일(28)을 장착대(24)에 힌지(38)로 결합한다. 물론 가이드레일(28)에서 힌지(38)와 반대측에는 임의로 개방되지 않도록 잠금수단을 설치한다.

또, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 전원수단(30)의 전기를 조도에 따라 조명수단(20)에 제공하도록 설치되는 구조이다. 제어수단(40)은 기본적으로 해당 조명수단(20)의 전력을 자신의 전원수단(30)에서 제공하도록 설정된 시컨스 작동을 수행한다. 이에 기존에 설치된 조명분배반(Lighting Distribution Board)에서 전력을 공급할 필요가 없으므로 라이팅 트랜스포머(Lighting Transformer)를 비롯한 관련 설비의 용량을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단(40)은 각각의 조명수단(20)에 대한 축전지(45)와 변환기(43)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 변환기(43)는 태양광 모듈(32)의 전력을 램프(26)의 작동에 소요되는 형태로 변환한다. 축전지(45)는 램프(26)에 소요되고 남은 전기 에너지를 저장하는 방식으로 구비한다. 이와 같은 변환기(43)와 축전지(45)는 지지대(22) 상에 설치된 정션박스(47)에 구성할 수도 있다.

이때, 조명수단(20)이 데크(10)의 옥외에 설치되므로 정션박스(47)에 단열재를 설치하여 변환기(43)와 축전지(45)의 작동 신뢰성을 유지하고 내구성을 높이는 것이 좋다.

한편, 각각의 조명수단(20)을 독립적인 제어수단(40)으로 구동하는 경우 케이블의 소요수량(길이)을 크게 감소시킬 수 있다. FPSO를 기준으로 하는 경우 조명수단(20)의 개당 평균 30m에서 1m 정도로 감소되므로 전체적으로 약 34,800m의 절감 효과를 거둘 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단(40)은 다수로 연결된 조명수단(20) 중에 분산적으로 구비된 제어기(41)를 통하여 전원을 분배하는 것을 특징으로 한다. 도 3과 같이 다수의 조명수단(20)은 케이블(34)을 이용하여 그룹화하는 방식으로 적용할 수 있다. 이 경우 제어기(41)는 모든 조명수단(20)에 구비할 필요 없이 분산적으로 설치하여 인접한 조명수단(20)과 전원수단(30)에 대한 전원분배 제어를 수행한다.

적용에 있어서, 전술한 FPSO에 설치되는 점등용 램프(26) 중에서 태양광이 부족하거나 도달하지 않는 부분은 제어기(41)에 의하여 인접한 여타의 전원수단(30)으로부터 전력을 받도록 제어된다. 만일, 어느 부분의 형광등 전력을 18W에서 36W로 증설해야 하는 경우 도 2처럼 가이드레일(28)을 개방하고 태양광 모듈(32)을 추가로 연결한다. 이외에 제어기(41)는 조도센서, 저전압 검출센서 등의 신호를 이용하여 점등 및 충전 상태를 제어하도록 구성될 수도 있다.

한편, 특정의 장착대(24)에서 태양광 모듈(32)의 감소에 대비하여 상호 긴밀한 지지상태를 유지하도록 더미 모듈(도시 생략)을 부가할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 데크 20: 조명수단
22: 지지대 24: 장착대
26: 램프 28: 가이드레일
30: 전원수단 32: 태양광 모듈
34: 케이블 36: 커넥터
38: 힌지 40: 제어수단
41: 제어기 43: 변환기
45: 축전지 47: 정션박스

Claims (5)

1. 데크(10) 상에서 태양광 발전을 이용하는 조명장치에 있어서:
   상기 데크(10)에 설치된 장착대(24)의 저면에 램프(26)를 구비하는 조명수단(20);
   상기 장착대(24)의 상면에 전원용량의 변동이 가능하도록 다수로 연결된 태양광 모듈(32)을 구비하는 전원수단(30); 및
   상기 전원수단(30)의 전기를 조도에 따라 조명수단(20)에 제공하도록 설치되는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 조명장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원수단(30)의 태양광 모듈(32)은 가이드레일(28) 상에 인출 가능하게 설치되고, 전원의 단속이 용이하도록 커넥터(36)로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 조명장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원수단(30)의 태양광 모듈(32)은 저면의 노출이 가능하도록 힌지(38)를 개재하여 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 조명장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(40)은 각각의 조명수단(20)에 대한 축전지(45)와 변환기(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 조명장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(40)은 다수로 연결된 조명수단(20) 중에 분산적으로 구비된 제어기(41)를 통하여 전원을 분배하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 이용한 조명장치.

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