KR20170074387A - 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템 - Google Patents

Abstract

바람이 불면 휘어지는 압전소자 설치대에 설치되는 압전소자, 배터리, LED 램프를 포함하는 LED 모듈, 상기 압전소자에 의하여 생성된 전기를 상기 배터리에 저장하거나 상기 LED 모듈로 전송하여 상기 LED 램프를 발광시키는 에너지 하베스팅 충전제어장치 및 바람이 불면 바람에 저항함으로써 상기 압전소자 설치대가 휘어지게 하는 풍압저항체를 포함하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템이 개시된다. 본 발명의 친환경 조명 시스템은 태양전지를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템은 산책로를 따라 복수개 설치되어 사용되고 바람 또는 태양빛과 같은 자연력으로부터 전기에너지를 생산함으로써 복잡한 전기배선을 불필요하게 하고 에너지 생산과정에서 오염물질을 배출하지 않아 친환경적이다.

Description

에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템{Environment-Friendly Illumination System Using Energy Harvesting}

본 발명은 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 산책로를 따라 복수개 설치되어 압전소자 및 태양전지에 의하여 친환경적으로 에너지를 수집함으로써 전기공급을 위한 전기배선이 필요없거나 간소화되고 에너지 생산과정에서 오염물질이 배출되지 않는 친환경 조명 시스템에 관한 것이다.

차도 또는 보행로 주변에는 일반적으로 가로등이 길을 따라 설치되어 있다. 이러한 가로등은 전기를 공급하기 위한 전원공급장치에 연결되어야 하는데, 그러한 연결을 달성하는 배선을 위하여 복잡한 설치가 요구된다.

한편, 전원공급장치가 발전소에 의하여 생산된 전기를 공급하는 대신에 태양전지와 같이, 자연력으로부터 에너지를 수확하는 장치라면 가로등에 전기를 공급하기 위한 배선은 불필요하거나 최소화될 수 있어 편리하고 또한 에너지 생산과정에서 오염물질이 배출되지 않아 친환경적이다.

특허공개 제10-2010-0047999호(2010. 05. 11. 공개)는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템을 개시한다. 이 발명은 도심의 가로수 대신에 설치되는 나무형 발전시스템에 의하여 생산된 전기를 일반인 수용가에게 공급하기 위한 것이다.

특허등록 제10-1232730호(2013. 02. 06. 등록)는 나무 모양의 태양광 발전 장치를 개시한다. 이 발명은 상기한 특허출원 발명에서 더 나아가, 즉 도심의 가로수 대신에 설치되는 나무형 발전시스템에서 나뭇잎 형상의 태양전지를 가지에 대하여 특정한 형태로 배치함으로써 태양광의 흡수를 가장 효율적으로 수행하는 것을 제안하였다.

특허공개 제10-2012-0133327호(2012. 12. 10. 공개)는 조명 장치를 개시한다. 이 조명장치는 꽃잎을 형상화한 조명장치로서, 잎 형상부의 한 면에는 빛을 발광하는 면광원이 배치되고, 잎 형상부의 다른 면에는 빛을 전기에너지로 변환하는 태양전지모듈이 배치되어 형성되는 것이다. 그리하여 조명의 분위기를 아름답고 자유롭게 연출할 수 있다.

특허등록 제10-1056968호(2011. 08. 09. 등록)는 엘이디 조명을 위한 풍력을 이용한 압전 발전 장치를 개시한다. 이 발전장치는 가로등주에 설치되며 풍력으로 회전하는 회전축의 히팅바가 압전체에 타격을 가하여 압전체로부터 생성되는 전기에너지를 LED에 공급하여 조명을 하는 것이다.

특허등록 제10-1321891호(2013. 10. 11. 등록)는 바람에 의해 변형 및 복원이 반복되는 압전소자를 구비하여, 전기에너지를 발생시킴으로써 별도의 전원 공급없이 매달려 있는 조명등을 동작시킬 수 있는 압전 하베스팅을 이용한 광고용 조명등을 개시한다.

실용신안공개 제20-2014-0003926호(2014. 06. 26. 공개)는 소리나 바람에 의한 기계에너지를 전기에너지로 변환시키는 압전장치를 비상유도등에 장착시킴으로써 비상전원이 차단되더라도 비용유도등이 점등될 수 있는 비상 점등 장치를 개시한다.

상기한 종래기술들에 의하면, 태양전지 또는 압전소자에 의하여 태양빛 또는 바람과 같은 자연력으로부터 전기에너지를 생산할 수 있다. 상기 종래기술들에 의하면, 이렇게 생산한 전기에너지는 수용가에 공급하거나 가로등, 광고 등의 조명에 사용하였다.

한편, 산속 등산로, 오솔길 등과 같은 산책로에 안내조명을 제공한다면 산책을 하는 사람에게 편리할 것이다. 그러나 이러한 산책로에 가로등 설비와 같은 조명 설비를 설치하는 것은 장소적 제약으로 인하여 적절하지 않을 뿐만 아니라 환경을 파괴하는 측면이 있어 바람직하지 않다. 또한, 산책로에 가로등과 같은 강한 조명을 비추는 것은 산책로 주변에 서식하는 동식물에게 열악한 환경을 조성하는 것이 되므로 바람직하지 않다.

이에, 본 발명자는 산책로에 적합한 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템을 연구하였으며, 그 결과 본 발명에 이르게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 산책로를 따라 복수개 설치되어 압전소자 또는 태양전지에 의하여 친환경적으로 에너지를 수집함으로써 전기공급을 위한 전기배선이 필요없거나 간소화되고 에너지 생산과정에서 오염물질이 배출되지 않는 친환경 조명 시스템을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 산책로에 설치할 때 환경 파괴없이 간단하게 설치할 수 있고 산책로를 안내할 정도의 약한 조도로 조명을 비추는 친환경 조명 시스템을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 산책로에서 산책을 하는 사람의 휴대폰의 배터리가 소진되어 전화를 할 수 없는 상황이 발생하더라도 압전소자 또는 태양전지에 의하여 수집되고 배터리에 저장된 전기에너지를 그 휴대폰에게 충전할 수 있게 함으로써 긴급한 전화통화를 가능하게 하여 사용자 편의성을 향상시킨 친환경 조명 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템은 바람이 불면 휘어지는 압전소자 설치대에 설치되는 압전소자, 배터리, LED 램프를 포함하는 LED 모듈, 상기 압전소자에 의하여 생성된 전기를 상기 배터리에 저장하거나 상기 LED 모듈로 전송하여 상기 LED 램프를 발광시키는 에너지 하베스팅 충전제어장치 및 바람이 불면 바람에 저항함으로써 상기 압전소자 설치대가 휘어지게 하는 풍압저항체를 포함한다.

상기 조명 시스템은 태양전지를 더 포함하고, 상기 에너지 하베스팅 충전제어장치는 상기 태양전지에 의하여 생성된 전기를 상기 배터리에 저장하는 것이 바람직하다.

상기 풍압저항체는 상기 압전소자 설치대의 상부 말단에 설치되는 것으로서, 구의 표면에 복수개의 요홈이 형성되어 있는 형상을 가지는 것일 수 있다.

상기 풍압저항체는 상기 압전소자 설치대의 상부 말단에 설치되는 것으로서, 구 형상으로 이루어지는 풍압저항체 본체 및 상기 풍압저항체 본체에 부착되어 바람에 대하여 저항을 일으킴으로써 상기 압전소자 설치대가 휘어지게 하는 복수개의 풍압저항체 날개를 포함하는 것일 수 있다.

상기 압전소자 설치대에는 복수개의 나뭇잎 형상의 태양전지 설치부가 형성되어 있고, 상기 태양전지 설치부에는 태양전지가 설치되어 있는 것일 수 있다.

상기 압전소자 설치대의 하부 말단에는 나무부착용 지지대가 설치되어 있고, 상기 나무부착용 지지대는 조명모듈 설치부이고, 상기 나무부착용 지지대 내부에는 상기 배터리, 상기 충전제어장치 및 상기 LED 모듈이 설치되어 있는 것일 수 있다.

상기 압전소자 설치대의 하부 말단에는 나무부착용 지지대가 설치되어 있고, 상기 나무부착용 지지대와는 별도로 설치되는 조명모듈 설치부가 마련되고, 상기 조명모듈 설치부에는 상기 배터리, 상기 충전제어장치 및 상기 LED 모듈이 설치되어 있는 것일 수 있다.

상기 조명모듈 설치부에는 태양전지가 설치되어 있을 수 있다.

상기 조명모듈 설치부는 상기 조명모듈 설치부를 지지하는 조명모듈 설치부 지지대에 결합되어 있고, 상기 조명모듈 설치부 지지대는 지면 또는 나무에 설치되는 것일 수 있다.

상기 풍압저항체 본체는 조명모듈 설치부이고, 상기 풍압저항체 본체 내부에는 상기 배터리, 상기 충전제어장치 및 상기 LED 모듈이 설치되어 있는 것일 수 있다.

상기 조명모듈 설치부에는 태양전지가 설치되어 있을 수 있다.

상기 조명모듈 설치부를 지지하는 상기 압전소자 설치대는 지면 또는 나무에 설치되는 것일 수 있다.

상기 조명모듈 설치부에는 외부로 노출되는 USB 단자가 설치되어 있고, 상기 USB 단자에 외부기기를 접속하면 상기 충전제어장치는 상기 배터리에 저장된 전하를 상기 외부기기로 충전하는 것일 수 있다.

상기 조명 시스템의 상기 LED 램프는 1 ~ 5 와트(W)의 전력을 소비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템은 산책로를 따라 복수개 설치되어 사용되고 바람 또는 태양빛과 같은 자연력으로부터 전기에너지를 생산함으로써 복잡한 전기배선을 불필요하게 하고 에너지 생산과정에서 오염물질을 배출하지 않아 친환경적이다.

또한 본 발명의 조명 시스템은 산책로에 설치할 때 환경을 파괴함이 없이 간단하게 설치할 수 있고 산책로를 안내할 정도의 약한 조도로 조명을 비춤으로써 산책로 주변에 서식하는 동식물에게 끼치는 해를 최소화할 수 있다.

또한 본 발명의 조명 시스템은 배터리에 저장된 전기에너지를 USB 단자를 통하여 외부기기에게 충전할 수 있으므로 산책로에서 산책하는 사람의 휴대폰 배터리가 소진되어 전화를 할 수 없는 상황이 발생하더라도 긴급 전화통화를 가능하게 하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 친환경 조명 시스템을 산책로에 설치한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 친환경 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 조명 시스템의 형상을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 친환경 조명 시스템의 내부 구조를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 친환경 조명 시스템을 산책로에 설치한 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 친환경 조명 시스템(10 및 10')은 산책로(20)의 지면 또는 산책로에 인접하여 서식하는 나무(30)에 설치될 수 있다. 여기에서, 산책로(20)의 지면은 산책로(20)를 형성하거나 산책로(20)에 인접하는 지면을 의미하거나 산책로(20)의 경계석, 경계목 등을 의미할 수도 있다. 도 1에서 본 발명의 친환경 조명 시스템(10)은 나무(30)에 설치되고, 친환경 조명 시스템(10')은 산책로(20)의 지면에 설치되는 것으로 도시하였지만, 친환경 조명 시스템(10)이 산책로(20)의 지면에 설치되고 친환경 조명 시스템(10')이 나무(30)에 설치되는 것도 가능하다. 본 발명의 친환경 조명 시스템(10 및 10')은 태양빛과 바람을 잘 받는 곳에 설치되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 친환경 조명 시스템을 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 친환경 조명 시스템(10)은 압전소자 설치대(100)를 포함한다. 압전소자 설치대(100)에는 압전소자(110)가 설치된다. 압전소자 설치대(100)는 내부가 비어있는 원통 형상, 사각 파이프 형상 등으로 형성되는 것이 바람직하고, 압전소자(110)는 압전소자 설치대(100)의 내부 표면에 부착되는 것이 바람직하다. 압전소자 설치대(100)는 바람이 불면 휘어질 수 있도록 형성된다. 예를 들어 압전소자 설치대(100)는 유리섬유(glass fiber)로 형성될 수 있다.

바람에 의하여 압전소자 설치대(100)가 휘어지는 변형이 발생함에 따라 압전소자(110)도 변형과 복원을 반복하게 된다. 압전소자(110)의 이러한 변형 및 복원에 의한 기계적 에너지는 전기적 에너지로 전환된다.

압전소자(110)에 의하여 생성되는 전기에너지는 교류 에너지이다. 따라서, 압전소자(110)에 의하여 생성된 전기에너지를 배터리에 충전하기 위해서는 정류장치에 의하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여야 한다. 압전소자에 관한 이러한 사항들은 본 발명의 기술분야에서는 잘 알려진 사실에 속하므로 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서의 이후 설명에서는 압전소자(110)에 의하여 생성된 전기에너지는 정류회로에 의한 직류전원으로의 변환에 관한 특별한 언급이 없더라도 정류회로에 의하여 직류전원으로 변환된 것으로 이해하여야 한다.

압전소자 설치대(100)의 하부 말단에는 나무 부착용 지지대(300)가 설치된다. 나무 부착용 지지대(300)는 그 용어에서 알 수 있는 바와 같이, 나무에 부착되는 것이다. 그러나, 나무 부착용 지지대(300)는 상기에서 설명한 바와 같이, 산책로(20)에 인접하여 서식하는 나무(30)에 설치되는 대신에 산책로(20)의 지면에 설치될 수도 있다.

나무 부착용 지지대(300) 내부에는 에너지 하베스팅 충전제어장치(310), 배터리(320) 및 LED 모듈(330)이 설치된다. 여기에서, 에너지 하베스팅 충전제어장치(310)는 압전소자(110)에 의하여 생성된 전기를 배터리(320)에 저장하거나 직접적으로 LED 모듈(330)에 전송하여 LED 모듈(330)의 LED 램프를 발광시키는 역할을 한다. 본 발명에서 충전제어장치(310), 배터리(320) 및 LED 모듈(330)은 LED 램프에 의한 조명을 형성하기 위한 필수적 구성요소에 해당하기 때문에 본 명세서에서는 이것들을 합쳐서 조명모듈로 명명하기로 하고, 조명모듈이 설치되는 부분을 조명모듈 설치부로 명명하기로 한다. 따라서, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서는 나무 부착용 지지대(300)가 조명모듈 설치부가 된다.

도 2에 도시된 실시예에서 조명모듈 설치부, 즉 나무 부착용 지지대(300)는 그 내부에 LED 모듈(330)을 포함하고 있으므로, 투명 또는 반투명 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 나무 부착용 지지대(300)는 유리로 형성되는 것도 가능하지만, 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 나무 부착용 지지대(300)에는 나무에의 부착을 용이하게 하기 위하여 나무 부착 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

나무 부착용 지지대(300)로 형성되는 조명모듈 설치부 내부에는 또한 USB 단자(340)가 설치된다. USB 단자(340)는 외부로 노출되도록 설치된다. USB 단자(340)에 외부기기를 접속하면 충전제어장치(310)는 배터리(320)에 저장된 전하를 외부기기로 충전시킨다. 따라서, 어떤 사람이 산책로(20)에서 자신의 휴대폰 배터리가 소진되어 전화를 할 수 없는 상황에 처했을 때, 자신의 휴대폰을 USB 단자(340)를 통하여 충전제어장치(310)에 연결하면 휴대폰 배터리를 충전함으로써 전화를 할 수 있게 되므로 사용자 편의성이 향상된다.

도 2에는 도시하지 않았지만, 나무 부착용 지지대(300) 내부에는 태양전지가 설치될 수 있다. 나무 부착용 지지대(300) 내부에 태양전지가 설치되기 위해서는 나무 부착용 지지대(300)는 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

압전소자 설치대(100)의 상부 말단에는 풍압저항체(400)가 설치된다. 압전소자 설치대(100)의 상부 말단에 풍압저항체(400)가 설치되지 않는다면 압전소자 설치대(100)는 바람에 의한 변형의 정도가 매우 작게 되므로 압전소자(110)에 의한 전기에너지의 생성량도 매우 작게 된다. 따라서, 본 발명에서 풍압저항체(400)는 바람이 불 때 바람에 대한 저항을 형성함으로써 압전소자 설치대(100)가 휘어지는 정도를 크게 하여 압전소자(110)에 의하여 생성되는 전기에너지를 증대시키는 역할을 한다.

도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의하면, 풍압저항체(400)는 구 형상으로 형성되며, 구 형상의 풍압저항체(400)의 표면에는 복수개의 요홈(410)이 형성된다. 풍압저항체(400)의 표면에 형성되는 요홈(410)에 의하여 풍압저항체(400)는 바람에 대하여 저항하는 기능을 달성할 수 있게 된다.

한편, 풍압저항체(400)가 구 형상이 아닌 다른 형상, 예를 들어 판 형상 또는 직육면체 형상을 가지게 되면 구 형상보다 매우 큰 바람 저항체로 작용하게 된다. 이러한 형상의 풍압저항체는 압전소자 설치대(100)에 과도한 변형을 일으키게 하고, 그러한 과도한 변형은 압전소자 설치대(100)를 파괴하게 되므로 압전소자 설치대(100)의 내구성을 보장할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명은 친환경 조명 시스템(10)에서 풍압저항체(400)의 기본 형상을 구 형상으로 하면서, 그 표면에 복수개의 요홈(410)을 형성하여 바람 저항성을 증가시킨다.

한편, 본 발명의 친환경 조명 시스템(10)은 압전소자(110)에 의한 전기에너지의 생성에 더하여 태양전지에 의하여 전기에너지를 생성하는 구성을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 압전소자 설치대(100)에는 복수개의 나뭇잎 형상의 태양전지 설치부(200)가 형성되어 있다. 이러한 태양전지 설치부(200)에는 태양전지(210)가 설치되어 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 충전제어장치(310)와 압전소자(110) 간에, 충전제어장치(310)와 태양전지(210) 간에, 충전제어장치(310)와 배터리(320) 간에, 충전제어장치(310)와 LED 모듈(330) 간에 그리고 충전제어장치(310)와 USB 단자 간에 배선이 형성되어야 함은 당연한 것이다.

상기한 구성에 의하면, 주간 및 야간에는 압전소자에 의하여 발전이 이루어지고, 주간에는 태양전지에 의하여 발전이 이루어진다. 충전제어장치(310)는 배터리(320)가 과충전되거나 과방전되는 것을 방지하도록 배터리 과충전 및 과방전 보호회로를 가지는 것이 바람직하다.

한편, 나무부착용 지지대(300) 또는 다른 적절한 위치에 일몰 및 일출을 감지할 수 있는 센서를 설치하면, 그러한 센서에 의한 감지에 따라 LED 모듈(330)의 LED 램프가 일몰후에 자동적으로 켜지고 일출후에 자동적으로 꺼지게 할 수 있다. 즉, LED 램프가 주간에는 자동적으로 소등되고 야간에는 자동적으로 점등되게 할 수 있다.

일몰 및 일출을 감지하는 센서를 설치하는 대신에 계절별 또는 월별로 LED 모듈(330)을 켜는 시각 및 끄는 시각을 충전제어장치(310)의 메모리에 저장하여 두고, 그 시각에 맞추어서 LED 모듈(330)을 켜거나 끄는 동작을 충전제어장치(310)가 수행하도록 본 발명의 친환경 조명시스템(10)을 구성하는 것도 가능하다.

또한 일몰 및 일출을 정의하는 설정전압값을 충전제어장치(310)의 메모리에 저장하고, 충전제어장치(310)는 태양전지의 발전전압값을 그러한 설정전압값과 비교하여 태양전지의 발전전압값이 설정전압값보다 작은 경우에는 일몰로 인식하고 설정치 이상일 경우에는 일출로 인식하며, LED 모듈(330)의 LED 램프가 일몰후에 자동적으로 켜지고 일출후에 자동적으로 꺼지게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 친환경 조명시스템(10)은 산책로(20)에 설치되어 산책로를 안내하는 역할을 하는 것이므로 밝은 조명을 제공할 필요는 없다. 따라서, 본 발명의 친환경 조명시스템(10)에서 LED 모듈(330)은 1 ~ 5 와트(W) 정도의 전력을 소비하도록 설정되는 것이 바람직하다. 그러한 정도의 밝기는 산책로(20)를 안내하기에는 충분하면서 산책로(20) 주변의 동식물의 생활을 교란할 정도로 밝지는 않으므로 산책로 안내를 위한 조명으로 적합한 밝기에 해당한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 조명 시스템의 형상을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 친환경 조명 시스템의 내부 구조를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 친환경 조명 시스템(10')은 상기에서 설명한 바와 마찬가지로 압전소자 설치대(100)를 가진다. 압전소자 설치대(100)는 내부가 비어있는 원통 형상, 사각 파이프 형상 등으로 형성될 수 있다. 압전소자(110)는 압전소자 설치대(100)의 내부 표면에 부착된다. 압전소자 설치대(100)는 산책로(20)의 지면에 설치되는 것이다. 이를 위하여 압전소자 설치대(100)의 하부 말단에는 지면 부착 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 압전소자 설치대(100)는 산책로(20)의 지면에 설치되는 대신에 산책로(20)에 인접한 나무(30)에 설치되는 것도 가능하다.

압전소자 설치대(100)의 상부 말단에는 풍압저항체가 설치된다. 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 친환경 조명 시스템(10')에서, 풍압저항체는 풍압저항체 본체(500)와 풍압저항체 날개(505)를 포함한다.

풍압저항체 본체(500)는 구 형상으로 이루어진다. 구 형상의 풍압저항체 본체(500)는 바람을 받을 때 바람에 의하여 뒤로 밀려날 수 있다. 그리하여 풍압저항체 본체(500)에 의해서도 압전소자 설치대(100)의 변형은 풍압저항체 본체(500)가 없는 것에 비하여 크게 일어난다. 그러나, 구 형상은 그 형태 특성상 바람을 그 표면에서 돌아가게 하여 바람 저항성을 충분히 제공하지 못한다.

이에, 본 발명은 도 2에 도시된 친환경 조명 시스템(10)에서는 구 형상의 풍압저항체(400)의 표면에 복수개의 요홈(410)을 형성함으로써 충분한 바람 저항성을 갖추게 하고, 도 3 및 도 4에 도시된 친환경 조명 시스템(10')에서는 구 형상의 풍압저항체 본체(500)에 복수개의 풍압저항체 날개(505)를 설치한다.

풍압저항체 날개(505)는 도시된 바와 같이, 풍압저항체 본체(500)에 부착되어 바람에 대하여 저항을 일으킴으로써 압전소자 설치대(100)가 휘어지게 하는 것이다. 풍압저항체 본체(500)의 바람 저항성보다 풍압저항체 날개(505)의 바람 저항성이 휠씬 크므로, 풍압저항체 본체(500)에 부딪힌 바람은 풍압저항체 본체(500)의 표면을 따라 돌아나가지만 그렇게 돌아나간 바람은 풍압저항체 날개(505)에 부딪히면 더 이상 돌아나가지 못하고 저항을 받게 되므로 풍압저항체 날개(505)를 뒤로 밀게 되며 그 결과 풍압저항체 전체에 바람의 저항이 걸리게 된다.

풍압저항체에서 날개(505)의 형상은 판상을 이루는 것이 바람직하며, 그 크기는 압전소자 설치대(100)에 대한 적당한 변형을 일으키기에 충분한 정도의 바람 저항을 만들지만 너무 큰 바람 저항을 일으켜 압전소자 설치대(100)가 파괴되는 정도가 되지 않을 정도로 선택되어야 한다. 풍압저항체 날개(505)는 구 형상의 풍압저항체 본체(500)에 수직방향으로 부착되는 것이 바람직하다.

풍압저항체 날개(505)의 갯수는 바람이 어떤 방향에서 불어오더라도 풍압저항체 날개(505)에 의하여 바람에 대한 저항성을 나타내게 하기 위해서는 최소한 3개 이상이 되어야 하고, 4개 정도가 적당하다. 물론 5개 내지 6개 정도가 되더라도 무방하다.

도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 친환경 조명 시스템(10')에서 풍압저항체 본체(500) 내부에는 에너지 하베스팅 충전제어장치(510), 배터리(520) 및 LED 모듈(530)이 설치된다. 따라서, 풍압저항체 본체(500)는 조명모듈 설치부가 된다. 풍압저항체 본체(500) 내부에는 또한 태양전지(540)가 포함된다.

풍압저항체 본체(500)는 태양전지(540)가 태양빛을 전기에너지로 변화할 수 있게 하기 위하여 투명한 재질로 형성되어야 한다. 풍압저항체 본체(500)는 유리로 형성되는 것도 가능하지만 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 풍압저항체 날개(500)도 투명한 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

풍압저항체 본체(500) 내부에는 또한 USB 단자(550)가 설치되는 것이 바람직하다. USB 단자(550)는 외부로 노출되도록 설치된다. USB 단자(550)의 기능은 상기에서 설명한 바와 동일하다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 도 2에 도시된 친환경 조명 시스템(10)에서 나무부착용 지지대(300) 내부에 조명모듈, 즉 충전제어장치(310), 배터리(320) 및 LED 모듈(330)을 설치하는 대신에 나무부착용 지지대(300)는 단순히 나무에 부착하기 위한 지지대 역할만을 수행하고, 나무부착용 지지대(300)와는 별도로 조명모듈 설치부를 마련할 수도 있다.

이와 같이, 나무부착용 지지대(300)와 별도로 설치되는 조명모듈 설치부는 구 형상으로 형성할 수 있다. 즉, 구 형상의 조명모듈 설치부 내부에 충전제어장치, 배터리 및 LED모듈을 설치할 수 있다. 조명모듈 설치부는 나무부착용 지지대(300)와는 별도로 구성되기 때문에 압전소자 설치부(100)에 설치된 압전소자(110)로부터 충전제어장치에 이르는 배선이 외부에 노출되게 설치된다.

이러한 조명모듈 설치부 내부에는 태양전지가 장착될 수 있으며 또한 USB 단자가 설치될 수 있다. 또한 이러한 조명모듈 설치부는 그 자체가 지면 또는 나무에 설치될 수도 있고, 조명모듈 설치부 지지대에 지지되어 지면 또는 나무에 설치될 수도 있다.

10,10': 조명 시스템 20: 산책로
30: 나무 100: 압전소자 설치대
110: 압전소자 200: 태양전지 설치부
210: 태양전지 300: 나무부착용 지지대
310: 충전제어장치 320: 배터리
330: LED 모듈 340: USB 단자
400: 풍압저항체 410: 요홈
500: 풍압저항체 본체 505: 풍압저항체 날개
510: 충전제어장치 520: 배터리
530: LED 모듈 540: 태양전지
550: USB 단자

Claims (14)

1. 바람이 불면 휘어지는 압전소자 설치대에 설치되는 압전소자, 배터리, LED 램프를 포함하는 LED 모듈, 상기 압전소자에 의하여 생성된 전기를 상기 배터리에 저장하거나 상기 LED 모듈로 전송하여 상기 LED 램프를 발광시키는 에너지 하베스팅 충전제어장치 및 바람이 불면 바람에 저항함으로써 상기 압전소자 설치대가 휘어지게 하는 풍압저항체를 포함하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조명 시스템은 태양전지를 더 포함하고, 상기 에너지 하베스팅 충전제어장치는 상기 태양전지에 의하여 생성된 전기를 상기 배터리에 저장하는 것임을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 풍압저항체는 상기 압전소자 설치대의 상부 말단에 설치되는 것으로서, 구의 표면에 복수개의 요홈이 형성되어 있는 형상을 가지는 것임을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
4. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 풍압저항체는 상기 압전소자 설치대의 상부 말단에 설치되는 것으로서, 구 형상으로 이루어지는 풍압저항체 본체 및 상기 풍압저항체 본체에 부착되어 바람에 대하여 저항을 일으킴으로써 상기 압전소자 설치대가 휘어지게 하는 복수개의 풍압저항체 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
5. 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압전소자 설치대에는 복수개의 나뭇잎 형상의 태양전지 설치부가 형성되어 있고, 상기 태양전지 설치부에는 태양전지가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압전소자 설치대의 하부 말단에는 나무부착용 지지대가 설치되어 있고, 상기 나무부착용 지지대는 조명모듈 설치부이고, 상기 나무부착용 지지대 내부에는 상기 배터리, 상기 충전제어장치 및 상기 LED 모듈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압전소자 설치대의 하부 말단에는 나무부착용 지지대가 설치되어 있고,
   상기 나무부착용 지지대와는 별도로 설치되는 조명모듈 설치부가 마련되고, 상기 조명모듈 설치부에는 상기 배터리, 상기 충전제어장치 및 상기 LED 모듈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
8. 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조명모듈 설치부에는 태양전지가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
9. 제7항에 있어서,
   상기 조명모듈 설치부는 상기 조명모듈 설치부를 지지하는 조명모듈 설치부 지지대에 결합되어 있고, 상기 조명모듈 설치부 지지대는 지면 또는 나무에 설치되는 것임을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
10. 제4항에 있어서,
    상기 풍압저항체 본체는 조명모듈 설치부이고, 상기 풍압저항체 본체 내부에는 상기 배터리, 상기 충전제어장치 및 상기 LED 모듈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 조명모듈 설치부에는 태양전지가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
12. 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명모듈 설치부를 지지하는 상기 압전소자 설치대는 지면 또는 나무에 설치되는 것임을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
13. 제6항, 제7항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명모듈 설치부에는 외부로 노출되는 USB 단자가 설치되어 있고, 상기 USB 단자에 외부기기를 접속하면 상기 충전제어장치는 상기 배터리에 저장된 전하를 상기 외부기기로 충전하는 것임을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템의 상기 LED 램프는 1 ~ 5 와트(W)의 전력을 소비하는 것임을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 친환경 조명 시스템.
    

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