KR20210033177A - 전등갓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전등갓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그 전부 또는 일부가 실내광 패널로 이루어지거나 그 전부 또는 일부에 실내광 패널이 부착된 전등갓에 관한 것으로, 본 발명은 조명의 광원에 가장 가까운 곳에 실내광 패널을 위치시켜 실내광 발전의 광효율을 극대화할 수 있는 전등갓을 제공한다.

Description

전등갓{LAMPSHADE}

본 발명은 전등갓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그 전부 또는 일부가 실내광 패널로 이루어지거나 그 전부 또는 일부에 실내광 패널이 부착된 전등갓에 관한 것이다.

최근 태양전지 중 박막형 태양전지인 a-Si 박막태양전지, CIGS 박막태양전지, CdTe 박막태양전지 등의 발전단가를 낮출 수 있는 차세대 태양전지 및 염료감응 태양전지, 유기박막태양전지 등에 대한 연구개발이 이루어지고 있다. 고분자 재료는 쉽고, 빠르게 저가/대면적 공정이 가능한 장점을 가지고 있어 이를 이용한 유기태양전지는 향후 신재생 에너지 분야에서 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 1990년대 초반부터 광활성층에 유기계 재료를 도입함으로써 새로운 개념의 차세대 태양전지 기술이 개발되었는데, 염료감응형 태양전지는 스위스 연방공대의 M. Gratzel 교수에 의해 고안된 것으로서, 기존의 p-n 정션을 이용하는 태양전지와는 달리 전기화학 반응을 통해 발전을 하는 개념이며 최근에는 11%가 넘는 에너지 변환효율을 보고하고 있다. 유기 태양전지는 현재 상용화되어 있는 OLED와 거의 유사한 소자구조를 가지고 있으며, 상온에서 스핀코팅이나 인쇄 및 코팅 등의 용액공정을 통해 쉽고 간편하게 제작할 수 있는 장점이 있다. 특히 유연성 기판을 가지고 롤투롤 연속 인쇄공정을 이용하여 1m 폭의 필름에 분당 30m/s의 속도로 인쇄할 경우, 연간 0.5GW급의 태양전지의 생산이 가능한 것으로 알려져 있다. 위에서 언급된 태양전지의 경우 광원으로 태양광을 사용하게 되어 주로 옥외 또는 야외에 설치되거나 최근에는 창호의 형태로 설치되어 가정에도 보급되고 있다.

한편, 최근 실내광을 이용하여 소규모의 전자장치를 구동하기 위한 시도가 있어 왔다. 대한민국 공개특허 10-2014-0106348호에는 스마트폰의 앞면을 커버하고 내부면 중 특정 위치에 내측 태양전지―상기 내측 태양전지는 상기 스마트폰의 앞면을 커버한 후, 착신 신호의 변화에 따라 상기 스마트폰에서 활성화되는 착신광을 광원으로 발전함―가 부착된 덮개부; 및 상기 덮개부와 연결되어 상기 스마트폰이 탑재되는 내부홈을 형성하고 상기 스마트폰에서 착신 신호가 발생되면, 상기 내측 태양전지로부터 상기 스마트폰의 활성화되는 착신광을 광원으로 발전하여 생성된 온 상태 신호를 수신하며, 충전 장치의 배터리와 LED(Light Emitting Diode)를 연결하여 LED를 발광하도록 구동하는 제어부가 형성된 거치대를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지를 이용한 스마트폰 케이스가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0473258호에는 상면이 개방되고 수용공간(102)이 형성되어 태양광 또는 실내광이 통과하도록 투명한 재질로 이루어진 외부몸체(100); 상기 외부몸체(100)의 내벽에 설치되어 상기 외부몸체(100)의 형태에 맞게 부착되고 태양광 또는 실내광을 발전하여 전기로 변환하는 염료감응 태양전지 모듈(200); 상기 외부몸체(100)와 염료감응 태양전지 모듈(200)이 일체형으로 상단의 경첩(300)에 의해서 부착되는 하우징(132); 상기 하우징(132)의 내부에 설치되고 물 또는 음료를 수용하도록 수용공간(102)을 형성하는 내부몸체(140); 상기 하우징(132)과 상기 내부몸체(140)의 사이의 공간에 위치하고 상기 내부몸체(140)의 외주연을 따라 부착되는 열선(120); 및 상기 내부몸체(140)의 하부에 형성되어 상기 염료감응 태양전지 모듈(200)과 전기적으로 연결되어 상기 염료감응 태양전지 모듈(200)로부터 전기를 공급받아 저장하는 충전장치(270)를 포함하며, 상기 경첩(300)에 의해서 상기 외부몸체(100)와 염료감응 태양전지 모듈(200)이 상기 하우징(132)과 분리되어 상부 방향으로 밀어 올려져 실내등 또는 태양광으로 발전을 수행하는 보온병이 개시되어 있다.

그러나, 태양광이나 실내광을 이용한 발전장치의 경우 그 광전환 효율이 광원과의 거리의 제곱에 반비례하는데, 태양광을 광원으로 하는 경우는 무관하나 실내광을 광원으로 사용하는 경우 조명 등의 광원과 거리가 상당하여 실제 발전의 효과가 매우 미미하여 실제 실용화된 제품은 보기 드문 것이 현실이다.

대한민국 공개특허 10-2014-0106348호 대한민국 등록실용신안 제20-0473258호

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 태양광 외 실내광을 이용한 발전이 효율적으로 이루어질 수 있도록 실내광의 광원에서 가장 가까운 곳인 전등갓에 실내광 패널을 위치시켜 높은 광효율을 제공할 수 있는 전등갓을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 그 전부 또는 일부가 실내광 패널로 이루어지거나 그 전부 또는 일부에 실내광 패널이 부착된 전등갓을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 실내광 패널은 광원에서 방사되는 빛의 해당 대역 또는 적어도 하나의 피크 파장에 대한 광에너지 전환 효율이 타 파장 또는 타 대역에 비해 상대적으로 높은 광전 소자를 채택한 것을 특징으로 한 전등갓을 제공한다.

본 발명의 전등갓은 광원에 근접하게 위치하기에 광원에서 방사 또는 조사되는 빛의 세기(밀도)가 강한 위치에 실내광 패널을 위치시킬 수 있기 때문에 발전 효율을 최대한 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전등갓의 일실시예의 구조를 보여주기 위한 조명기구의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 전등갓에서 생성된 전기를 활용하기 위한 회로 구성도

이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전등갓(100)의 구조를 보여주기 위한 조명기구의 단면도이다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전등갓(100)은 그 전부 또는 일부가 실내광 패널(200)로 이루어지거나 그 전부 또는 일부에 실내광 패널(200)이 부착된 형태일 수 있다. 본 명세서에서 상기 '전등갓'의 용어는 광원으로부터 방사 또는 조사되는 빛을 적절히 은폐 및/또는 투과하여 장식적 효과를 내는 전등갓이나 광원으로부터 방사 또는 조사되는 빛을 반사하여 조명을 효율을 높이기 위한 반사갓 모두를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에서 전등갓에 있어 '일부'의 용어는 특별히 제한되는 것은 아니며 전등갓 본래의 역할(예를 들면, 반사갓의 경우 반사율을 50% 이하로 지나치게 저해하지 않는 정도)을 방해하지 않으면서 소정의 발전량을 얻을 수 있을 수 있는 정도의 면적을 의미하며, 본 발명에 있어서 바람직하게는 전체 전등갓 면적의 1% 내지 99% 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 90%, 20 내지 80% 또는 30 내지 70% 범위를 의미할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 '광원'은 단순히 일반적으로 실내조명에 사용되는 백열등, 형광등, 할로겐등 및/또는 LED 조명등 등 실내조명에 사용되거나 사용가능한 모든 실내조명용 광원 각각 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 '실내광 패널(200)'은 일반적으로 박막형 태양전지로 불리는 a-Si 박막태양전지, CIGS 박막태양전지, CdTe 박막태양전지, 유기태양전지는 물론 염료감응형 태양전지 등 광원(300)으로부터 방사 또는 조사되는 빛을 이용하여 전기를 얻을 수 있는 가요성의 필름 형태 또는 비가요성의 패널 형태로 제조될 수 있는 것을 모두 포괄하며, 상기 실내광 패널(200)은 전등갓(100)의 형태에 맞게 필름 또는 패널 형태의 것을 적의 선택할 수 있다. 예를 들면, 통상의 형광등 반사갓 형태의 전등갓(100)의 경우 패널 형태의 실내광 패널(200)을 선택할 수 있는 반면, 흔히 백열등에 적용되는 콘(cone) 형태의 전등갓(100)의 경우 콘 형태의 전등갓(100) 모양을 따라 필름 형태의 콘 형태의 을 따라 배치하기 용이한 필름 형태의 것을 선택할 수 있으나, 그 반대의 경우도 물론 가능하다. 상기 유기태양전지는 공지의 유기태양전지, 예를 들면 대한민국 등록특허 제10-1076700호, 제10-1368816 등에 개시된 것과 같은 구조를 가질 수 있으며, 염료감응형 태양전지 역시 공지의 염료감응형 태양전지, 예를 들면 대한민국 특허 제10-1710214호에 개시된 것과 같은 구조를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 전등갓(100)에 있어서 상기 실내광 패널(200)은 광원(300)에서 방사되는 빛의 해당 대역 또는 적어도 하나의 피크 파장에 대한 광에너지 전환 효율이 타 파장 또는 타 대역에 비해 상대적으로 높은 광전 소자를 채택하는 것이 바람직하다. 광원(300)은 그 종류에 따라 방사되는 빛의 파장 영역대 또는 피크 파장이 상이하기 때문에 방사 또는 조사되는 광원(300)의 파장에 따라 광에너지 전환 효율이 높은 광전 소자를 선택하여 효율을 높이는 것이 바람직하다. 예를 들면 일반적인 형광등은 550nm 및 610nm 정도에서 피크 파장을 나타내므로 위 파장에서 다른 영역대보다 높은 광에너지 전환 효율을 보이는 광전 소자를 채택한 실내광 패널(200)을 선택하여 발전 효율을 높일 수 있다. 또한, 백열등의 경우는 가시광 외에도 근적외선이 많이 방출되기 때문에 위 영역에서 발전 효율이 좋은 광전 소자를 채택할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 실내광 패널(200)의 발전효율은 광원(300)으로부터의 거리의 제곱에 반비례하는데, 본 발명의 전등갓(100)은 광원(300)에 근접하게 위치하기에 광원(300)에서 방사 또는 조사되는 빛의 세기(밀도)가 강한 위치에 실내광 패널(200)을 위치시킬 수 있기 때문에 발전 효율을 최대한 높일 수 있다. 상기 광원(300)과 실내광 패널(200) 간의 이격 거리는 특별히 제한되는 것은 아니고 종래 전등갓의 형태에 맞게 설치될 수 있으나 근접할수록 발전 효율을 높일 수 있기 때문에, 바람직하게는 30cm 이내, 더욱 바람직하게는 15cm 이내, 가장 바람직하게는 5cm 이내인 것이 바람직하다.

또한, 도 2는 본 발명에 따른 전등갓(100)에서 생성된 전기를 활용하기 위한 회로 구성도이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전등갓(100)에 있어서 상기 실내광 패널(200)은 패널(200)에서 생성된 전기를 저장하기 위하여 DC-DC 컨버터 및 이차전지를 더 포함할 수 있으며, 이렇게 저장된 전기에너지는 LED 조명 등에 다시 사용되거나 직류전원을 사용하는 모바일 기기 등 기타 실내용 전기/전자 제품의 충전 등에 활용될 수 있다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100: 전등갓
200: 실내광 발전 패널
210: DC/DC 컨버터
220: 이차 전지
300: 광원

Claims (2)

1. 그 전부 또는 일부가 실내광 패널로 이루어지거나 그 전부 또는 일부에 실내광 패널이 부착된 전등갓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 실내광 패널은 광원에서 방사되는 빛의 해당 대역 또는 적어도 하나의 피크 파장에 대한 광에너지 전환 효율이 타 파장 또는 타 대역에 비해 상대적으로 높은 광전 소자를 채택한 것을 특징으로 한 전등갓.

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