KR20160086588A - 스마트 폰으로 원격 제어되는 태양광 가로등에 관한 것 - Google Patents

Abstract

본 발명의 태양광 가로등은 태양광 제어기는 태양광 전지판을 이용하여 태양광 발전 전압을 생산하고 이를 충전,사용하는 과정의 제어는 제어기로써 스마트폰과 마이크로컨트롤러에 의해 태양광 전지판 전압, 전류,축전지 전압 등을 검출하여 최대효율로 태양광 발전 전압을 축전지에 저장할 수 있도록 제어하며, 또한 태양광 가로등 제어기는 주간 및 야간을 판단하여 야간에 축전지에 저장된 전원을 부하에 공급하여 가로등의 파워 LED 램프를 점등시키고, 주간에는 부하를 차단하고 축전지 충전동작이 이루어지도록 제어함과 아룰러 만일 야간에 축전지의 공급전원이 불충분하여 부하를 구동할 수 없을 때에는 상용전원으로 자동 절환되어 부하인 파워 LED램프가 지속적으로 점등되도록 제어하는 기능을 포함하며, 축전지의 동작수명을 확보하기 위해 축전지 과충전,과방전 보호기능을 가지는 이점을 제공한다.그리고, 태양광 가로등의 등주가 견고한 조립구조를 가지며, 풍향에 따른 회전방지와 가로등의 방향성을 임의로 조절가능하도록 하는 이점을 가지고 있다.또한, 기존에 설치되어 있는 상용전원을 이용한 보안등의 갓머리부를 떼어내고 본 발명을 통해 개발된 태양광및 상용전원 겸용 태양광 보안등의 갓머리부를 직접 기존 시스템의 구조물에 설치할 수 있는 구조로 개발될 수있다.이와 같이 기존 보안등의 갓머리부를 교체할 수 있도록 개발함으로써 별도의 추가공사 비용을 발생시키지 않고 태양광 발전이 가능하며, 에너지 효율이 높은 파워 LED를 광원으로 적용할 수 있게 되어 전력요금발생을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.더구나, 본 발명은 이미 설치되어 운영 중인 일반 보안등을 간단히 갓머리부만을 교체하고, 제어함을 추가함으로써 태양광 보안등으로 개조하는 것이 가능하도록 개발하는 기술이기 때문에 전력소모가 큰 일반 보안등에 비해 전력소모량을 30% 수준으로 절감할 수 장점이 있으며, 일반 보안등을 태양광 보안등으로 모두 교체하면 국가적으로 상당히 큰 에너지 절감효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

Description

스마트 폰으로 원격 제어되는 태양광 가로등에 관한 것 {Solar street light controlled by smart phone}

본 발명은 태양광 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트폰으로 원격으로 제어되는 가로등에 관한 것으로,가로등의 램프에 소요되는 전력을 자체에 설치된 태양광 전지판으로 전원제어 장치에 구성된 마이크로 컨트롤러에 의해 태양광 전지판 전압, 전류, 축전지 전압 등을 검출하여 최대효율로 태양광 발전 전압을 축전지에 저장할 수 있도록 제어함으로서, 주간 및 야간을 판단하여 야간에 축전지에 저장된 전원을 부하에 공급하여 가로등의 램프를 점등시키고, 주간에는 부하를 차단하고 축전지 충전동작이 이루어지도록 제어하는 동시에 상용전원의 겸용으로 구동되는 태양광 가로등에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 가로등은 일몰 이후에는 도로상의 자동차들이 안전하게 주행하고, 보행자를 보호하기 위해 설치되는데,외부의 전원을 공급받아 나트륨 램프나 수은램프 등으로 조명하고 있다.도시의 가로등은 전원을 용이하게 이용할 수 있어서, 전기를 공급을 위한 공사비용과 설치비용을 제외하고는 큰 문제가 없으나, 고속도로, 외곽도로, 농촌 및 산간도로 등에서는 외부 전원 자체가 용이하지 않아 자가발전 능력을 가진 가로등이 필요한데, 주간에 태양전지에 의해 발전을 하고, 이를 충전한 이차전지의 전원으로 나트륨 램프를 조명하는 방법이 개발되어 있다. 그러나 나트륨램프의 전력소모가 과다하기에 동절기에는 평균 10시간 이상을 조명하기 위해서는 대용량의 이차전지가 필요하며, 태양전지의 가격이 고가여서, 이차전지에 전기를 충전하기 위한 비용은 1와트 당 6~7달러를 상회 하는데, 이와 같은 높은 비용이 태양광발전에의한 가로등을 범용화하는데 장벽이 되고 있다.특히 태양광발전에 의해서만 전력을 전량 충당할 경우, 동절기 또는 장마철 등 일사량이 최소일 때를 기준으로 이차전지를 설계하여야 하므로, 더욱 경제성이 떨어진다. 또한, 태양광 발전 전원만을 사용하는 기존의 태양광 발전 보안등은 4~6일의 부조일을 고려하여 전체 시스템을 설계해야 하기 때문에 결과적으로 1일 소비전력의 5~6배에 해당하는 태양광 발전용량 및 충전용량으로 설계해야 하는 문제점이 있다. 이에 비해, 본 발명의 시스템은 1일 소비전력에 해당하는 태양광 발전용량 및 충전용량으로 설계하여 적용하고, 궂은 날씨 등으로 인해 1일 소비전력을 모두 저장하지 못한 경우에만 저장된 전력을 모두 이용한 후 상용전원으로 자동 전환되어 나머지 시간동안 부하를 구동하도록 함으로써 태양광 전지판, 축전지등과 같은 태양광 발전 및 충전 부품의 용량을 줄여 전체적인 원가를 절감할 수 있도록 하는 최대효율을 내는 시스템이다.

발명은 상기와 같은 기술적 과제를 실현하기 위하여 스마트폰으로 원격 제어를 하여 작동되고, 태양광발전으로 자체 발전 발광다이오드 가로등으로서, 소요전력을 최소화하며, 자가발전능력을 구비하고, 보안성이 확보된 태양광 가로등의 전원제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 전원제어장치의 충전부에 충전할 전력을 생성 가능한 전력의 크기에 맞게 조절하여, 생성 가능한 전력이 낮더라도 필요한 충전 전력을 분산시켜서 효과적으로 충전할 수 있는 태양광 가로등의 전원제어장치 및 전원제어방법을 제공하는 것이다.또한, 태양광 가로등의 기둥이 견고한 조립구조를 가지기 위해 몇개로 구획되는 다단의 분리구조를 가져 현장 시공시 운반에 용이하고, 가로등의 방향성을 조절할 수 있으며, 풍향에 의해 물리적인 회전을 방지하도록 하는 가로등 기둥을 제공한다.

본 발명은 지면에 수직으로 설치되는 기둥과, 상기 기둥의 상부 일측에서 외부와 연결된 가로등과, 상기 기둥 상단부에 설치된 태양광 전지판과, 상기 태양광 전지판의 발전에 의해 전력을 충전을 하도록 기둥 하부 내부에 설치된 축전지와, 기둥 하부 내부에 설치되어 상기 태양광 전지판의 발전과 충전기의 전원을 제어하여 는 가로등에 형성된 LED램프에 전원을 공급하도록 하는 태양광 제어기로 구성되는 태양광 가로등에 있어서,상기 태양광 제어기는,태양광 전지판의 입력전류값, 축전지 전압값,태양광 전지판의 입력전압값을 각각 검출하는 저항부와,상기 저항부에서 검출된 값으로 동작모드를 결정하고, 상기 결정된 동작모드를 조명장치의 동작을 실행하도록 명령신호를 전달하는 마이크로컨트롤러와, 상기 마이크로컨크롤러와 연계되어 상기 입력된 각각의 파라미터의 값을 LCD 화면으로 표시하는 커넥터부와,상기 태양광 전지판이 단자부에 연결되어 전류센서부를 통해 검출된 입력 전류값이 상기 마이크로컨트롤러에 입력되어 축전지의 충전되는 전력을 제어하도록 구성되는 태양광 가로등을 제공한다.한편, 상기 축전지의 전원을 마이크로컨트롤러의 명령에 의해 가로등의 LED램프에 전압을 승압시키는 전력변환 장치가 더 포함되는 태양광 가로등을 제공하며 이 마이크로 컨트롤러의 전원을 스마트폰으로 제어하는 시스템을 제공한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 태양광 가로등은 태양광 제어기는 태양광 전지판을 이용하여 태양광 발전 전압을 생산하고 이를 충전,사용하는 과정의 제어는 제어기로써 스마트폰과 마이크로컨트롤러에 의해 태양광 전지판 전압, 전류,축전지 전압 등을 검출하여 최대효율로 태양광 발전 전압을 축전지에 저장할 수 있도록 제어하며, 또한 태양광 가로등 제어기는 주간 및 야간을 판단하여 야간에 축전지에 저장된 전원을 부하에 공급하여 가로등의 파워 LED 램프를 점등시키고, 주간에는 부하를 차단하고 축전지 충전동작이 이루어지도록 제어함과 아룰러 만일 야간에 축전지의 공급전원이 불충분하여 부하를 구동할 수 없을 때에는 상용전원으로 자동 절환되어 부하인 파워 LED램프가 지속적으로 점등되도록 제어하는 기능을 포함하며, 축전지의 동작수명을 확보하기 위해 축전지 과충전,과방전 보호기능을 가지는 이점을 제공한다.그리고, 태양광 가로등의 등주가 견고한 조립구조를 가지며, 풍향에 따른 회전방지와 가로등의 방향성을 임의로 조절가능하도록 하는 이점을 가지고 있다.또한, 기존에 설치되어 있는 상용전원을 이용한 보안등의 갓머리부를 떼어내고 본 발명을 통해 개발된 태양광및 상용전원 겸용 태양광 보안등의 갓머리부를 직접 기존 시스템의 구조물에 설치할 수 있는 구조로 개발될 수있다.이와 같이 기존 보안등의 갓머리부를 교체할 수 있도록 개발함으로써 별도의 추가공사 비용을 발생시키지 않고 태양광 발전이 가능하며, 에너지 효율이 높은 파워 LED를 광원으로 적용할 수 있게 되어 전력요금발생을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.더구나, 본 발명은 이미 설치되어 운영 중인 일반 보안등을 간단히 갓머리부만을 교체하고, 제어함을 추가함으로써 태양광 보안등으로 개조하는 것이 가능하도록 개발하는 기술이기 때문에 전력소모가 큰 일반 보안등에 비해 전력소모량을 30% 수준으로 절감할 수 장점이 있으며, 일반 보안등을 태양광 보안등으로 모두 교체하면 국가적으로 상당히 큰 에너지 절감효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 가로등의 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
태양전지판: 100 가로등: 200 기둥: 300 체결부: 310
태양광 제어기: 320 조립부: 330 태양광 가로등: 400, 스마트폰(외부제어) :500

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 상세한 설명 및 도면을 통해 상세히 설명한다.본 발명은 [도 1]에 나타낸 바와 같이 지면에 수직으로 설치한 기둥(300)과, 상기 기둥(300)의 상부의 한 축에서 바깥측으로 연결되어 있는 가로등(200)과, 상기 기둥(300) 상단부에 설치된 태양광 전지판(100)과, 상기 태양광전지판(100)의 발전에의해 전력을 충전을 하도록 기둥(300) 하부 내부에 설치된 축전지와, 상기 기둥(300) 하부 내부에 설치되어 상기 태양광 전지판(100)의 발전과 충전기의 전원을 제어하여 는 가로등(200)에 형성된 LED램프에 전원을 공급하도록 하는 태양광 제어기로 구성되는 태양광 가로등(400)을 설계하는데 있다.상기 태양광 제어기는,정해진 저항값을 통해 태양광 전지판(100)의 입력전류값을, 또다른 저항값을 통해 축전지 전압값을, 제3의 저항값를 통해 태양광 전지판의 입력전압값을 각각 검출하는 저항부와, 상기 저항부에서 검출된 값을 판단하여 동작모드를 결정하고, 상기 결정된 동작모드를 조명장치의 동작을 실행하도록 명령신호를전달하는 마이크로컨트롤러와, 상기 마이크로컨크롤러와 연계되어 상기 입력된 각각의 파라미터의 값을 LCD 화면으로 표시하는 커넥터부와, 상기 태양광 전지판(100)이 단자부에 연결되어 전류센서부를 통해 검출된 입력전류값이 상기 마이크로컨트롤러에 입력되어 축전지의 충전되는 전력을제어하도록 하여 구성되는 태양광 가로등(400)을 제공한다.태양광 제어기는 태양광 발전 및 충전을 제어하는 기능과 조명장치 주변의조도에 따라 램프의 점등 또는 소등을 제어하는 기능을 가지고 있다.상기 마이크로컨트롤러는 탑재된 프로그램에 따라 입력된 각 파라미터의 값을 판단하여 동작모드를 결정하고, 결정된 동작모드를 바탕으로 조명장치의 동작을 실행하도록 명령신호를 발생한다.상기 태양광 전지판(100)이 단자부에 연결되면, 전류센서부를 통해 입력전류값이 검출되며, 상기 마이크로컨트롤러를 통해서 축전지에 충전되는 전력을 제어하게 된다.상기 축전지가 과충전된 경우에는 축전지의 과충전현상을 방지한다.또한 상기 시스템을 스마트폰의 전원 0N/0FF시스템으로 하시라도 재설정,리셋등을 제공하여 손쉽게 가로등 시스템을 관리할수 있는 시스템을 제공한다. 상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 태양광 가로등은 다양하게 설계변경하여 제작할 수 있는 것으로 상시 실시예를 통하여 그 원리를 본 발명의 구성으로 한정하여 제작하되 그 원리를 통한 기구에 있어서는 통상의 지식을 가진 자가 설계변경으로 용이하게 제작할 수 있다는 것을 밝힌다.

Claims (1)

1. 지면에 수직으로 설치되는 기둥(300)과, 상기 기둥(300)의 상부 일측에서 바깥으로 연계된 가로등(200)과, 상기기둥(300) 상단부에 설치된 태양광전지판(100)과, 상기 태양광전지판(100)의 발전에 의해 전력을 충전을 하도록 기둥(300) 하부 내부에 설치된 축전지와, 상기 기둥(300) 하부 내부에 설치되어 상기 태양광전지판(100)의발전과 충전기의 전원을 제어하며, 가로등(200)에 형성된 LED램프에 전원을 공급하도록 하며, 태양광 전지판(100)의 입력전류값과, 축전지 전압값, 태양광 전지판의 입력전압값을 각각 검출하는 저항부가 구비되고, 상기 저항부에서 검출된 값을 AD 컨버터 단자에 입력하고, 상기 입력된 각 파라미터의 값을 판단하여 동작모드를 결정하고, 상기 결정된 동작모드를 조명장치의 동작을 실행하도록 명령신호를 전달하는 마이크로컨트롤러가 구비되고며, 상기 마이크로컨크롤러와 연계되어 상기 입력된 각각의 파라미터의 값을 스마트폰 LCD 화면으로 송,수신하여 표시하는 커넥터부가 설치되고, 상기태양광 전지판(100)의 검출된 입력전류값이 상기 마이크로컨트롤러에 입력되어 축전지의 충전되는 전력을 제어하도록 태양광 제어기로 구성되는 태양광 가로등(400)에 있어서,스마트폰으로 전원 파워스위치를 0N/0FF 할수 있는 송.수신시스템을 포함되는 것을 특징으로 하는 태양광 가로등.

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