KR20200129829A - 재생 에너지를 이용하는 스마트 가로등 - Google Patents

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(주)탑중앙연구소
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Abstract

본 발명은 태양광을 재생 전기 에너지로서 변환하는 태양광 패널, 회전 동작 신호 및 회전 제어 신호에 기초하여 상기 태양광 패널을 회전시키는 태양광 패널 회전부, 조명 동작 신호 및 조명 제어 신호에 기초하여 밝기 및 켜짐/꺼짐이 제어되는 조명등, 센서 동작 신호에 기초하여 탐지 영역 내에 임의의 객체와의 거리를 센싱 정보로서 출력하는 Radar 센서, 및 상기 재생 전기 에너지를 입력 전기 에너지로 재생 에너지 저장부에 전달하고, 타이머의 시간 정보 및 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 회전 동작 신호, 상기 회전 제어 신호, 상기 조명 동작 신호, 상기 조명 제어 신호 및 상기 센서 동작 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

재생 에너지를 이용하는 스마트 가로등{Smart Street Lamp Using Renewable Energy}
본 발명은 가로등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재생 에너지를 이용하는 스마트 가로등에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광이나 풍력 같은 재생 에너지를 이용한 가로등은 재생 에너지의 효율적인 면에 있어서 에너지 수급의 불안정성이 불가피하다. 예를 들어, 태양광을 이용한 방법은 일조량이 충분하지 않으면 전력 수급이 불안정하고, 풍력을 이용한 방법은 바람이 충분하지 않으면 전력 수급이 불안정하다.
또한, 가로등은 일반적으로 외부에 노출되어 있고, 가로등에 설치된 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널은 하늘을 향해 설치 및 배치되므로, 우박 등과 같이 하늘에서 떨어지는 물체에 데미지를 입기 쉽다. 데미지를 입은 태양광 패널은 에너지 변환 효율이 떨어질 수 밖에 없다. 그러므로 태양광을 이용하여 가로등에 전력을 공급할 경우 태양광 패널의 데미지에 따라 전력 수급이 더욱 불안해질 수 있다.
재생 에너지를 이용한 가로등은 상기의 문제점을 해결하기 위해 계속 개발되고 있다.
본 발명은 전력 소모를 줄이고, 태양광 패널을 보호할 수 있는 재생 에너지를 이용하는 스마트 가로등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등은 태양광을 재생 전기 에너지로서 변환하는 태양광 패널, 회전 동작 신호 및 회전 제어 신호에 기초하여 상기 태양광 패널을 회전시키는 태양광 패널 회전부, 조명 동작 신호 및 조명 제어 신호에 기초하여 밝기 및 켜짐/꺼짐이 제어되는 조명등, 센서 동작 신호에 기초하여 탐지 영역 내에 임의의 객체와의 거리를 센싱 정보로서 출력하는 Radar 센서, 및 상기 재생 전기 에너지를 입력 전기 에너지로 재생 에너지 저장부에 전달하고, 타이머의 시간 정보 및 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 회전 동작 신호, 상기 회전 제어 신호, 상기 조명 동작 신호, 상기 조명 제어 신호 및 상기 센서 동작 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용하는 스마트 가로등은 전력 소모를 줄이고 태양광 패널을 보호하여 재생 에너지의 수급 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등의 구성도이다.
도 2는 도 1의 태양광 패널 회전부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 제어부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 1의 Radar 센서와 조명등의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 태양광 패널과 조명등의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등의 외형도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 가로등은 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력 발전기(10), 태양광 패널(20), 태양광 패널 회전부(30), 제어부(40), 재생 에너지 저장부(50), 조명등(60) 및 Radar 센서(70)를 포함할 수 있다.
풍력 발전기(10)는 풍력을 전기 에너지로 변환하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 풍력 발전기(10)는 풍력을 제 1 재생 전기 에너지(We)로 변환하고, 변환된 제 1 재생 전기 에너지(We)를 제어부(40)에 제공할 수 있다. 이때, 풍력 발전기(10)는 전방위 사방에서 불어오는 미세한 바람에도 회전할 수 있는 형태로 구성된 장치가 사용되는 것이 바람직하다.
태양광 패널(20)은 태양광을 전기 에너지로 변환하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널(20)은 태양의 일사량에 따라 전기를 생산할 수 있는 다결정 또는 단결정의 셀로 구성된 복수의 태양 전지를 포함할 수 있다. 태양광 패널(20)은 태양광을 제 2 재생 전기 에너지(Se)로 변환하고, 변환된 제 1 재생 전기 에너지(Se)를 제어부(40)에 제공할 수 있다.
태양광 패널 회전부(30)는 태양광 패널(20)을 회전시켜, 태양광 패널(20)의 태양 전지가 배치된 앞면이 기설정된 복수의 방향을 향하도록 할 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널 회전부(30)는 태양광 패널(20)의 앞면을 하늘 방향 또는 지면 방향으로 향하도록 할 수 있다. 태양광 패널 회전부(30)는 모터를 포함할 수 있으며, 회전 동작 신호(M_on) 및 회전 제어 신호(M_c)에 기초하여 태양광 패널(20)의 앞면이 기설정된 복수의 방향을 향하도록 할 수 있다.
제어부(40)는 풍력 발전기(10)로부터 제 1 재생 전기 에너지(We) 및 태양광 패널(20)로부터 제 2 재생 전기 에너지(Se)를 인가 받아 재생 에너지 저장부(50)에 입력 전기 에너지(E_i)로 전달할 수 있다. 또한, 제어부(40)는 재생 에너지 저장부(50)에 저장된 전기 에너지를 출력 전기 에너지(E_o)로 제공 받아, 태양광 패널 회전부(30), 조명등(60) 및 Radar 센서(70) 등의 스마트 가로등을 구성하는 회로 또는 장치들에 분배할 수 있다. 더불어, 제어부(40)는 타이머(도 3에 도시)를 포함할 수 있고, 타이머의 시간 정보 및 Radar 센서(70)의 센싱 정보(S_r)에 기초하여 조명등(70)의 ON/OFF 및 밝기를 제어할 수 있는 조명 동작 신호(L_on) 및 조명 제어 신호(L_c)를 생성하고, 생성된 조명 동작 신호(L_on) 및 조명 제어 신호(L_c)를 조명등(70)에 제공할 수 있다. 제어부(40)는 타이머의 시간 정보에 기초하여 회전 동작 신호(M_on) 및 회전 제어 신호(M_c)를 생성하고, 생성된 회전 동작 신호(M_on) 및 회전 제어 신호(M_c)를 태양광 패널 회전부(30)에 제공할 수 이다. 제어부(40)는 타이머의 시간 정보에 기초하여 센서 동작 신호(S_on)를 생성하고, 생성된 센서 동작 신호(S_on)를 Radar 센서(70)에 제공할 수 있다. 제어부(40)는 Radar 센서(70)로부터 센싱 정보(S_r)를 제공받을 수 있다.
재생 에너지 저장부(50)는 제어부(40)로부터 입력 전기 에너지(E_i)를 제공 받아 저장하고, 저장된 전기 에너지를 출력 전기 에너지(E_o)로서 제어부(40)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 재생 에너지 저장부(50)는 배터리를 포함할 수 있으며, 추가로 BMS(51, Battery Management System)를 포함할 수 있다. 이때, 배터리는 PCAP 배터리를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 PCAP 배터리는 리튬이온 전지보다 수명이 길고, 급속 충전이 가능하며 미세 전류에서도 충전이 가능하다. 또한 PCAP 배터리는 물리 전지의 특성상 에너지 효율이 높으며 폭발 위험성도 적다. BMS(51)는 배터리 충방전 제어 및 과부하를 방지하고 배터리의 상태를 모니터링할 수 있다.
조명등(60)은 제어부(40)로부터 조명 동작 신호(L_on) 및 조명 제어 신호(L_c)을 제공 받을 수 있다. 조명등(60)은 조명 동작 신호(L_on)에 기초하여 ON(켜짐) 또는 OFF(꺼짐)될 수 있으며, 조명 제어 신호(L_c)에 기초하여 밝기가 제어될 수 있다. 예를 들어, 조명등(60)은 LED 램프를 포함할 수 있다.
Radar 센서(70)는 제어부(40)로부터 센서 동작 신호(S_on)를 제공 받고, 센싱 정보(S_r)를 제어부(40)에 제공할 수 있다. 예를 들어, Radar 센서(70)는 센서 동작 신호(S_on)에 기초하여 동작하거나 동작하지 않을 수 있다. 동작하는 Radar 센서(70)는 탐지 영역 내에 전파를 방사하고, 임의의 객체로부터 반사된 전파를 수신하여 수신된 정보를 센싱 정보(S_r)로서 제어부(40)에 제공할 수 있다. 이때, 탐지 영역이란 Radar 센서(70)가 탐지할 수 있는 영역을 의미한다. Radar 센서(70)는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 레이더용 안테나를 포함할 수 있다. IR-UWB 기술은 수ns~ 수백 ps에 이르는 매우 좁은 폭의 임펄스를 사용함으로써, 협대역 신호들에 비해 보다 높은 정확도로 임의의 객체로부터 반사된 전파 신호를 탐지할 수 있고, 전력 소모가 적다.
도 2는 도 1의 태양광 패널 회전부를 설명하기 위한 도면이다.
태양광 패널 회전부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(20)을 회전시켜, 태양광 패널(20)의 태양 전지가 배치된 앞면이 기설정된 복수의 방향을 향하도록 할 수 있다.
태양광 패널 회전부(30)는 모터를 포함할 수 있으며, 모터의 회전축은 패널 고정봉(31)과 연결되고, 패널 고정봉(31)에 태양광 패널(20)이 고정된다. 따라서, 태양광 패널 회전부(30)는 회전 동작 신호(M_on) 및 회전 제어 신호(M_c)에 기초하여 모터의 회전 방향과 회전각을 제어하여, 태양광 패널(20)의 앞면이 기설정된 복수의 방향을 향하도록 할 수 있다. 이때, 태양광 패널(20)은 단순한 평판형의 형태가 아닌 S자 곡면을 갖는 평판형의 형태로 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 제어부를 설명하기 위한 구성도이다.
제어부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전력 전달부(41), 전력 분배부(42), 타이머(43), 통합 관리부(44), 조명 제어부(45), 회전 제어부(46), 센서 제어부(47), 센싱 판단부(48) 및 통신 모듈(49)을 포함할 수 있다.
전력 전달부(41)는 풍력 발전기(10)에서 생산된 제 1 재생 전기 에너지(We) 및 태양광 패널(20)에서 생산된 제 2 재생 전기 에너지(Se)를 제공 받고, 제공 받은 재생 전기 에너지를 입력 전기 에너지(E_i)로서 재생 에너지 저장부(50)에 제공할 수 있다.
전력 분배부(42)는 재생 에너지 저장부(50)에 저장된 전기 에너지를 출력 전기 에너지(E_o)로 제공 받을 수 있고, 통합 관리부(44)에서 제공되는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 기초하여 제공 받은 출력 전기 에너지(E_i)를 조명 제어부(45), 회전 제어부(46), 센서 제어부(47) 및 센싱 판단부(48)에 선택적으로 분배시킬 수 있다. 예를 들어, 전력 분배부(42)는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 기초하여 출력 전기 에너지(E_o)를 조명용 에너지(E_L)로서 조명 제어부(45)에 제공할 수 있다. 전력 분배부(42)는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 기초하여 출력 전기 에너지(E_o)를 회전용 에너지(E_M)로서 회전 제어부(46)에 제공할 수 있다. 전력 분배부(42)는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 기초하여 출력 전기 에너지(E_o)를 제 1 센서용 에너지(E_s1)로서 센서 제어부(47)에 제공할 수 있다. 전력 분배부(42)는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 기초하여 출력 전기 에너지(E_o)를 제 2 센서용 에너지(E_s2)로서 센싱 판단부(48)에 제공할 수 있다. 전력 분배부(42)는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 기초하여 조명 제어부(45), 회전 제어부(46), 센서 제어부(47) 및 센싱 판단부(48) 중 적어도 하나 이상의 구성에 출력 전기 에너지(E_o)를 선택적으로 제공할 수 있다.
타이머(43)는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현할 수 있으며, 시간 정보(T_i)를 통합 관리부(44)에 제공할 수 있다.
통합 관리부(44)는 마이크로프로세서를 구비한 마이크로 컴퓨터를 포함할 수 있다. 통합 관리부(44)는 타이머(43)로부터 제공 받는 시간 정보(T_i) 및 센싱 판단부(48)로부터 제공 받는 센싱 판단 정보(S_d)에 기초하여 전력 분배 제어 신호(ED_c), 조명 관리 신호(TL), 회전 관리 신호(TM) 및 센서 관리 신호(TS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 통합 관리부(44)는 시간 정보(T_i) 및 센싱 판단 정보(S_d)의 조합 또는 각각의 신호에 기초하여 전력 분배 제어 신호(ED_c), 조명 관리 신호(TL), 회전 관리 신호(TM) 및 센서 관리 신호(TS) 각각을 생성할 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 통합 관리부(44)는 시간 정보(T_i) 및 센싱 판단 정보(S_d)에 기초하여 전력 분배 제어 신호(ED_c)를 생성하고, 생성된 전력 분배 제어 신호(ED_c)를 전력 분배부(42)에 제공할 수 있다. 통합 관리부(44)는 시간 정보(T_i) 및 센싱 판단 정보(S_d)에 기초하여 조명 관리 신호(TL)를 생성하고, 생성된 조명 관리 신호(TL)를 조명 제어부(45)에 제공할 수 있다. 통합 관리부(44)는 시간 정보(T_i)에 기초하여 회전 관리 신호(TM) 및 센서 관리 신호(TS)를 생성하고, 생성된 회전 관리 신호(TM)를 회전 제어부(46)에 제공하고, 생성된 센서 관리 신호(TS)를 센서 제어부(47)에 제공할 수 있다. 이때, 통합 관리부(44)는 기설정된 프로그램 또는 알고리즘에 따라 시간 정보(T_i) 및 센싱 판단 정보(S_d)를 분석하여 전력 분배 제어 신호(ED_c), 조명 관리 신호(TL), 회전 관리 신호(TM) 및 센서 관리 신호(TS)를 각각 생성할 수 있다. 더불어, 통신 모듈(49)로부터 제공되는 통신 정보(RL_inf)에 기초하여 프로그램 또는 알고리즘을 설치하거나 업데이트 시킬 수 있다. 또한 통합 관리부(44)는 특정 상황에 대한 정보를 통신 정보(RL_inf)로서 통신 모듈(49)에 제공함으로써, 외부 기기를 통해 스마트 가로등의 내부 상황을 모니터링할 수 있다.
조명 제어부(45)는 전력 분배부(42)로부터 조명용 에너지(E_L)를 제공 받고, 통합 관리부(44)로부터 조명 관리 신호(TL)를 제공 받아 조명 동작 신호(L_on) 및 조명 제어 신호(L_c)를 조명등(60)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 조명 제어부(45)는 조명 관리 신호(TL)를 기초하여 조명용 에너지(E_L)를 조명 동작 신호(L_on)로서 조명등(60)에 제공할 수 있고, 조명 관리 신호(TL)를 조명 제어 신호(L_c)로서 조명등(60)에 제공할 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 조명 제어부(45)는 조명 관리 신호(TL)에 의해 조명용 에너지(E_L)는 조명 동작 신호(L_on)로서 출력되거나 조명 동작 신호(L_on)로서 출력되는 것이 중지될 수 있다.
회전 제어부(46)는 전력 분배부(42)로부터 회전용 에너지(E_M)를 제공 받고, 통합 관리부(44)로부터 회전 관리 신호(TM)를 제공 받아 회전 동작 신호(M_on) 및 회전 제어 신호(M_c)를 태양광 패널 회전부(30)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 회전 제어부(46)는 회전용 에너지(E_M)를 회전 동작 신호(M_on)로서 태양광 패널 회전부(30)에 제공하고, 회전 관리 신호(TM)를 회전 제어 신호(M_c)로서 태양광 패널 회전부(30)에 제공할 수 있다.
센서 제어부(47)는 전력 분배부(42)로부터 제 1 센서용 에너지(E_s1)를 제공 받고, 통합 관리부(44)로부터 센서 관리 신호(TS)를 제공 받아, 센서 동작 신호(S_on)를 Radar 센서(70)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서 제어부(47)는 센서 관리 신호(TS)에 기초하여 제 1 센서용 에너지(E_s1)를 센서 동작 신호(S_on)로서 Radar 센서(70)에 제공할 수 있다. 더욱 상세히 설명하면, 센서 제어부(47)는 센서 관리 신호(TS)에 기초하여 제 1 센서용 에너지(E_s1)를 센서 동작 신호(S_on)로서 Radar 센서(70)에 제공하거나, 제 1 센서용 에너지(E_s1)가 센서용 동작 신호(S_on)로서 Radar 센서(70)에 제공되는 것을 중지할 수 있다.
센싱 판단부(48)는 Radar 센서(70)로부터 센싱 정보(S_r)를 제공 받고, 전력 분배부(42)로부터 제 2 센서용 에너지(E_s2)를 제공 받아, 센싱 판단 정보(S_d)를 통합 관리부(44)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 센싱 판단부(48)는 제 2 센서용 에너지(E_s2)를 제공 받으면 센싱 정보(S_r)에 기초하여 센싱 판단 정보(S_d)를 생성할 수 있다. 센싱 판단부(48)는 제 2 센서용 에너지(E_s2)를 제공 받지 못하면, 센싱 판단 정보(S_d)의 생성을 중지할 수 있다.
통신 모듈(49)는 외부기기와 유무선 통신을 수행할 수 있으며, 외부 기기로부터 통합 관리부(44)에 통신 정보(RL_inf)를 제공하거나, 통합 관리부(44)로부터 외부기기에 통신 정보(RL_inf)를 제공할 수 있다.
도 4는 도 1의 Radar 센서와 조명등의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
Radar 센서(70)는 탐지영역 내에 전파를 송신하고, 임의의 객체로부터 반사되는 전파를 수신하여 센싱 정보(S_r)를 센싱 판단부(48)에 제공할 수 있다. 센싱 판단부(48)는 센싱 정보(S_r)를 기초하여 탐지 영역 내의 임의의 객체와 Radar 센서(70) 사이의 거리를 판단하고, 판단된 거리 정보를 센싱 판단 정보(S_d)로서 통합 관리부(44)에 제공할 수 있다. 통합 관리부(44)는 타이머(43)의 시간 정보(T_i) 및 센싱 판단 정보(S_d)에 기초하여 전력 분배 제어 신호(ED_c) 및 조명 관리 신호(TL)를 생성할 수 있다. 조명 제어부(45)는 전력 분배 제어 신호(ED_c)에 따른 전력 분배부(42)의 조명용 에너지(E_L) 및 통합 관리부(44)의 조명 관리 신호(TL)에 기초하여 조명 동작 신호(L_on) 및 조명 제어 신호(L_c)를 생성하여 조명등(60)에 제공할 수 있다. 따라서, 조명등(60)은 타이머(43)의 시간 정보(T_i)와 Radar 센서(70)의 센싱 정보(S_r)에 기초하여 꺼짐과 켜짐 또는 밝기가 제어될 수 있다.
도 4는 조명등(60)과 Radar 센서(70)의 관계를 설명 즉, 탐지 영역 내의 임의의 객체와 Radar 센서(70) 사이의 거리에 따른 조명등(60)의 동작을 설명한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, Radar 센서(70)의 탐지 영역에 임의의 객체(예를 들어, 사람)가 존재하지 않으면, 즉 Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 1 거리(L_c)보다 멀면 조명등(60)은 꺼질 수 있다.
Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 2 거리(L_B)보다 멀고, 제 3 거리(L_c)보다 가까우면 조명등(60)의 밝기는 가장 약할 수 있다.
Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 3 거리(L_A)보다 멀고, 제 2 거리(L_B)보다 가까우면 조명등(60)의 밝기는 중간 밝기일 수 있다.
Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 1 거리(L_A)보다 가까우면 조명등(60)의 밝기는 가장 밝을 수 있다.
도 4에 개시된 Radar 센서(70)와 조명등(60)의 관계가 반대로, Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 2 거리(L_B)보다 멀고, 제 3 거리(L_c)보다 가까우면 조명등(60)의 밝기는 가장 밝을 수 있다. Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 3 거리(L_A)보다 멀고, 제 2 거리(L_B)보다 가까우면 조명등(60)의 밝기는 중간 밝기일 수 있다. Radar 센서(70)와 임의의 객체 사이의 거리가 제 1 거리(L_A)보다 가까우면 조명등(60)의 밝기는 가장 약할 수 있다.
이러한 설계 변경은 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 수준의 변경이라 판단된다.
도 5는 도 1의 태양광 패널과 조명등의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등의 조명등(60)은 빛을 지면이 아닌 지면과 대향하는 방향(예를 들어, 하늘 방향)으로 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등은 타이머(43)의 시간 정보(T_i)에 기초하여 회전 동작 신호(M_on) 및 회전 제어 신호(M_c)를 생성하여, 태양광 패널 회전부(30)에 제공하고, 태양광 패널 회전부(30)는 태양광 패널(20)의 앞면이 기설정된 방향을 향하도록 제어할 수 이다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등은 태양광이 있을 경우 즉, 낮임을 정의하는 시간 정보에 따라 태양광 패널(20)의 앞면이 하늘 방향을 향하도록 제어할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등은 태양광이 없을 경우 즉, 밤임을 정의하는 시간 정보에 따라 태양광 패널(20)의 앞면이 지면을 향하도록 제어할 수 있다.
도 5의 A)는 타이머(43)의 시간 정보(T_i)에 의해 태양광이 있다고 판단되었을 경우의 태양광 패널(20)의 앞면이 하늘을 향하도록 제어된 형태를 보여준다.
도 5의 B)는 타이머(43)의 시간 정보(T_i)에 의해 태양광이 없다고 판단되었을 경우의 태양광 패널(20)의 앞면이 지면을 향하도록 제어된 형태를 보여준다.
도 5의 B)에서는 조명등(60)의 빛 조사 방향이 하늘 방향이고, 밤일 경우(태양광이 없을 경우) 태양광 패널(20)의 앞면이 지면을 향하도록 하여, 조명등(60)의 빛 방출 방향과 태양광 패널(20)의 앞면이 마주보는 형태가 되므로, 조명등(60)에서 방출된 빛은 태양광 패널(20)의 앞면에 반사되고, 반사된 광이 지면으로 향하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등은 태양광이 없을 경우 태양전지가 배치된 태양광 패널(20)의 앞면이 지면을 향하도록 제어되기 때문에 밤에 떨어지는 우박으로부터 안전할 수 있다. 또한, 태양 전지가 배치된 태양광 패널(20)의 앞면이 조명등(60)의 빛 방출 방향과 마주하므로, 조명등(60)에서 방출된 빛을 태양광 패널(20)이 제 2 재생 전기 에너지(Se)로 변환 가능하여 자가 충전이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등의 외형도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등의 상부를 도시한 것일 수 있다.
가로등 기둥(101)의 가장 높은 상부는 연결부(102)에 의해 풍력 발전기(10)와 연결될 수 있다.
풍력 발전기(10)의 아래, 가로등 기둥(101)에 태양광 패널(20)이 배치될 수 있고, 태양광 패널(20) 아래에 조명등(60)이 배치될 수 있으며, 조명등(60)의 아래에 Radar 센서(70)가 배치될 수 있다. 이때, 가로등 기둥(101)의 내부에 태양광 패널 회전부(30), 제어부(40) 및 재생 에너지 저장부(50)가 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 재생 에너지를 이용한 스마트 가로등은 타이머 및 Radar 센서를 탑재하여 시간 정보에 따라 태양광 패널을 회전시켜 우박등의 피해로부터 보호함과 동시에 조명등으로부터 방출된 빛으로 자가 발전 및 충전이 가능하기 때문에 조명등의 동작으로 인해 소모되는 전력을 줄일 수 있다. 또한 Radar 센서를 이용하여 조명등의 밝기 및 온/오프를 제어함으로써, 조명등의 전력 소모들 더욱 감수시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10: 풍력 발전기 20: 태양광 패널
30: 태양광 패널 회전부 40: 제어부
50: 재생 에너지 저장부 60: 조명등
70: Radar 센서

Claims (10)

  1. 태양광을 재생 전기 에너지로서 변환하는 태양광 패널;
    회전 동작 신호 및 회전 제어 신호에 기초하여 상기 태양광 패널을 회전시키는 태양광 패널 회전부;
    조명 동작 신호 및 조명 제어 신호에 기초하여 밝기 및 켜짐/꺼짐이 제어되는 조명등;
    센서 동작 신호에 기초하여 탐지 영역 내에 임의의 객체와의 거리를 센싱 정보로서 출력하는 Radar 센서;
    상기 재생 전기 에너지를 입력 전기 에너지로 재생 에너지 저장부에 전달하고, 타이머의 시간 정보 및 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 회전 동작 신호, 상기 회전 제어 신호, 상기 조명 동작 신호, 상기 조명 제어 신호 및 상기 센서 동작 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 스마트 가로등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양광 패널은
    앞면에 복수의 태양 전지가 배치된 스마트 가로등.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양광 패널 회전부는
    상기 회전 동작 신호 및 상기 회전 제어 신호에 기초하여 상기 태양광 패널의 앞면이 기설정된 복수의 방향을 향하도록 회전시키는 스마트 가로등.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 태양광 패널 회전부는
    상기 회전 동작 신호 및 상기 회전 제어 신호에 기초하여 상기 태양광 패널의 앞면이 지면 및 하늘 방향 중 하나의 방향을 향하도록 회전시키는 스마트 가로등.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명등은
    상기 조명 동작 신호에 기초하여 켜짐/꺼짐이 제어되고, 상기 조명 제어 신호에 기초하여 밝기가 제어되는 스마트 가로등.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 시간 정보에 기초하여 상기 회전 동작 신호, 상기 회전 제어 신호 및 상기 센서 동작 신호를 생성하고,
    상기 시간 정보 및 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 조명 동작 신호 및 상기 조명 제어 신호를 생성하는 스마트 가로등.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 시간 정보에 기초하여 밤과 낮을 구분하고,
    상기 밤일 경우 상기 태양광 패널의 앞면이 지면을 향하도록 상기 회전 동작 신호 및 상기 회전 제어 신호를 생성하고, 상기 Radar 센서가 상기 센싱 정보를 생성하도록 상기 센서 동작 신호를 생성하며,
    상기 낮일 경우 상기 태양광 패널의 앞면이 하늘을 향하도록 상기 회전 동작 신호 및 상기 회전 제어 신호를 생성하고, 상기 Radar 센서가 상기 센싱 정보를 생성하는 것을 중지하도록 상기 센서 동작 신호를 생성하는 스마트 가로등.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 시간 정보에 기초하여 밤과 낮을 구분하고,
    상기 센싱 정보에 기초하여 상기 임의의 객체와의 거리를 판단하며,
    상기 낮일 경우 상기 조명등이 꺼지도록 상기 조명 동작 신호 및 상기 조명 제어 신호를 생성하고,
    상기 밤일 경우 상기 임의의 객체와의 거리에 따라 상기 조명등의 밝기, 켜짐 및 꺼짐을 제어하는 상기 조명 동작 신호 및 상기 조명 제어 신호를 생성하는 스마트 가로등.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 밤일 경우 상기 임의의 객체가 상기 탐지 영역 내에 감지되지 않으면 상기 조명등이 꺼지도록 상기 조명 동작 신호 및 상기 조명 제어 신호를 생성하고,
    상기 밤일 경우 상기 임의의 객체가 상기 탐지 영역 내에 감지되면 상기 조명등을 켜고, 상기 임의의 객체와의 거리에 따라 상기 조명등의 밝기를 제어하는 상기 조명 동작 신호 및 상기 조명 제어 신호를 생성하는 스마트 가로등.
  10. 제 1 항에 있어서,
    풍력을 상기 재생 전기 에너지로 변환하는 풍력 발전기를 더 포함하는 스마트 가로등.
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