KR20210146558A - Installation structure for solar panel for power supply equipment of tunnel light - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속도로 등의 터널 입출구에서 터널 곡률과 동일한 곡률을 갖는 트러스 구조물로 이루어져 상부에 설치되는 태양광패널을 견고히 지지하고, 태양광패널에서 생산된 전기를 터널 입출구의 가로등과 터널조명등의 전원으로 사용할 수 있도록 구성되는 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic panel installation structure for power supply such as tunnel lighting, and more particularly, it consists of a truss structure having the same curvature as the tunnel curvature at the entrance and exit of a tunnel such as a highway. It relates to a photovoltaic panel installation structure for supplying power to tunnel lighting, which is configured to use electricity produced from solar panels as power sources for street lights and tunnel lights at tunnel entrances and exits.
국토이용의 효율화, 차량의 증가, 전국 1일 생활권화 등 다양한 이유로 인해 많은 수의 고속도로, 고속화도로 및 지방도, 국도 등이 늘어나면서 고속도로 건설에 따른 터널의 수도 늘어나고 있는 추세에 있다.Due to various reasons such as efficient use of land, increase in vehicles, and daily living in the country, a large number of expressways, high-speed roads, local roads, and national roads are increasing, and the number of tunnels due to the construction of expressways is also increasing.
터널의 건설은 고속도로의 공사기간과 비용이 늘어나지만 자연환경의 훼손을 줄이면서 거리를 단축시킬 수 있는 장점 때문에 그 효용성이 매우 높고, 특히 산악지형이 많은 지역의 경우 차량의 운행시간 단축과 더불어 차량의 안전운행이 가능하도록 하는 장점도 제공하고 있다.Tunnel construction increases the construction period and cost of highways, but its effectiveness is very high because of the advantage of reducing the damage to the natural environment and shortening the distance. It also provides the advantage of enabling safe driving.
터널이 건설되는 경우, 터널 입출구에 가로등이 설치되고, 터널 내부에도 많은 수의 터널조명등이 설치되어 차량이 터널 내부로 안전하게 진입하여 터널을 통과하도록 하고 있다.When a tunnel is constructed, street lights are installed at the entrance and exit of the tunnel, and a large number of tunnel lighting lights are also installed inside the tunnel so that vehicles can safely enter the tunnel and pass through the tunnel.
즉, 터널이 건설되면 터널 입출구와 터널 내부에 다수의 가로등과 터널조명등이 설치되어 터널 내부의 경우 상시적으로 점등된 상태를 유지하고 있기 때문에 터널 관리 측면에서 볼 때 일반 상업용 계통전력을 이용하는 가로등과 터널조명등으로 인해 많은 전기료의 부담이 발생되고, 주기적인 조명등 교체 및 유지관리를 위해 안전관리자의 주기적인 안전점검 등을 수행해야 하는 불편함이 발생되고 있다.That is, when a tunnel is built, a number of street lamps and tunnel lighting are installed at the entrance and exit of the tunnel and inside the tunnel, and the interior of the tunnel is constantly lit. Tunnel lighting causes a lot of burden on electricity bills, and the inconvenience of having to perform periodic safety inspections by safety managers for periodic lighting replacement and maintenance.
따라서, 고속도로의 건설에 따른 많은 수의 터널을 관리하는 관리기관의 경우, 터널 입출구에 설치되는 다수의 가로등 및 터널조명등 전원으로 이용되는 계통전력을 공급하기 위한 간접적인 투자비용이 상당히 발생될 뿐만 아니라 터널로 인한 차량의 안전사고 방지를 위해 많은 인력과 경비가 투여될 수 밖에 없는 실정이다.Therefore, in the case of a management agency that manages a large number of tunnels according to the construction of expressways, indirect investment costs for supplying grid power used as power sources for a large number of street lights and tunnel lighting installed at the entrance and exit of the tunnel are not only generated, but also In order to prevent safety accidents of vehicles due to tunnels, a lot of manpower and expenses are inevitably invested.
특히, 종래의 터널 내부에 설치된 터널조명등은 가스등이나 할로겐 등을 주로 사용하여 고속 주행중인 차량이 터널 내부로 진입할 경우, 밝은 외부 환경에 적응된 운전자의 시환경이 터널 내부의 어두운 환경에 곧바로 적응하지 못하는 블랙홀 현상(차량이 터널로 진입할때 일정시간 암흑으로 보이는 현상)으로 인해 운전자의 시야가 확보되지 못해 안전사고 위험이 있었으며, 어두운 터널을 통과하여 터널을 빠져 나올 때 역시 어두운 터널 내부에 적응한 운전자의 시환경이 갑자기 밝아진 터널 외부의 환경에 적응하지 못하는 화이트홀 현상(차량이 터널을 빠져 나올 때 강한 눈부심이 생기는 현상)으로 인해 안전사고 위험이 존재하였다.In particular, the conventional tunnel lighting installed inside the tunnel mainly uses gas lamps or halogens, so when a high-speed vehicle enters the tunnel, the driver's vision environment adapted to the bright external environment does not immediately adapt to the dark environment inside the tunnel. There was a risk of a safety accident because the driver's view was not secured due to the black hole phenomenon (a phenomenon in which the vehicle appears dark for a certain period of time when the vehicle enters the tunnel), There was a risk of a safety accident due to the white hole phenomenon (a phenomenon in which strong glare occurs when a vehicle exits the tunnel) in which the driver's visual environment cannot adapt to the environment outside the tunnel suddenly brightened.
근래에는 터널 내부의 터널조명등을 엘이디로 교체하면서 터널 내부의 조명밝기를 개선하기 위한 노력들이 진행되고 있으며, 터널 내부의 환경 개선에 많은 비용이 투자되고 있지만, 여전히 상업용 계통전력을 이용한 전원공급으로 근본적인 문제를 해결하지 못하고 있는 실정이다.In recent years, efforts are being made to improve the brightness of lighting inside the tunnel by replacing the tunnel lighting inside the tunnel with LEDs. The problem is not being solved.
본 발명은 기존의 터널 입출구와 터널조명등의 전원으로 계통전력을 이용함으로 인해 발생되었던 문제점을 해결하기 위한 대안으로 터널 입출구측에 태양광발전을 이용하여 전력을 생산, 가로등 및 터널조명등 전원으로 공급할 수 있도록 하는 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물을 제공하기 위함에 그 목적이 있다.The present invention is an alternative for solving the problems caused by using grid power as a power source for the existing tunnel entrance and exit, tunnel lighting, etc. The purpose is to provide a solar panel installation structure for power supply such as tunnel lighting.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물은 터널의 천정과 동일한 곡률을 갖는 복수의 상부프레임과, 상기 복수의 상부프레임을 지면에서 일정 높이로 고정 지지하면서 터널 입출구측에 고정 설치되는 하부프레임으로 이루어지는 태양광패널 설치부; 상기 태양광패널 설치부의 복수의 상부프레임 사이에 상부프레임과 분리된 상태로 고정 설치되는 복수개의 회동프레임; 상기 복수개의 회동프레임 상면에 각각 설치되어 태양광 수광을 통해 전력을 생산하는 태양광패널; 상기 회동프레임을 태양의 고도에 따라 회동시켜 그 상면에 설치되는 태양광패널의 수광효율을 향상시킬 수 있도록 회동프레임을 상기 상부프레임에 대해 회동 가능하게 고정 지지하는 회동지지부; 상기 회동지지부를 회전시켜 태양광패널의 경사각을 조절하도록 각각의 회동지지부에 설치되는 태양광추적제어부; 상기 태양광패널에서 생산된 전력의 저장 및 저장된 전력의 터널조명등으로의 공급 제어와, 태양광패널이 설치되는 특정 지역에 대한 태양의 일출시간, 방위각, 일몰시간 및 기후 정보를 기본요소로 하는 기상정보 데이터베이스를 통해 태양의 고도를 산출하여 상기 태양광추적제어부로 제어명령을 출력시키는 태양고도 산출/출력부가 포함되어 상기 태양광패널 설치부에 설치되는 태양광발전 관리부;를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, a photovoltaic panel installation structure for supplying power to a tunnel lighting lamp according to the present invention includes a plurality of upper frames having the same curvature as the ceiling of the tunnel, and the plurality of upper frames are fixed and supported at a certain height from the ground. a solar panel installation unit comprising a lower frame that is fixedly installed on the entrance and exit side of the tunnel; a plurality of rotating frames fixedly installed between the plurality of upper frames of the solar panel installation unit in a state separated from the upper frame; a solar panel installed on the upper surface of the plurality of rotating frames, respectively, to generate power through receiving sunlight; a rotation support part for rotatably fixing and supporting the rotation frame with respect to the upper frame so as to improve the light receiving efficiency of the solar panel installed on the upper surface by rotating the rotation frame according to the altitude of the sun; a solar tracking control unit installed in each rotation support unit to rotate the rotation support unit to adjust the inclination angle of the solar panel; Meteorological information based on the storage of power produced by the solar panel and supply control of the stored power to tunnel lighting, etc., and the sunrise time, azimuth, sunset time, and climate information of the sun for a specific area where the solar panel is installed A solar power generation management unit installed in the solar panel installation unit including a solar altitude calculation/output unit for calculating the altitude of the sun through the information database and outputting a control command to the solar tracking control unit;
특히, 상기 태양광발전 관리부에는 태양광패널에서 생산된 전력량을 계측하는 발전량계측부와, 상기 발전량 계측부에서 계측된 전력량별로 외부 조도기준이 설정된 발전량기반 조도테이블과, 상기 발전량기반 조도테이블과 비교를 통해 터널 외부의 실시간 조도값을 파악하는 발전량기반 조도산출부와, 상기 발전량기반 조도산출부에서 파악된 터널 외부 조도값에 대응하도록 터널조명등의 밝기를 제어할 수 있는 디밍팩터를 산출하는 디밍팩터 산출부와, 상기 디밍팩터 산출부에서 산출된 디밍팩터를 기준으로 복수의 터널조명등에 각각 설치된 디밍제어기로 디밍 제어명령을 출력하여 복수의 터널조명등의 밝기를 조절하도록 하는 디밍제어부;를 포함하여 이루어진다.In particular, the photovoltaic power generation management unit includes a power generation measuring unit that measures the amount of power produced by the solar panel, a power generation-based illuminance table in which an external illuminance standard is set for each amount of power measured by the power generation measuring unit, and the power generation-based illuminance table. A power generation-based illuminance calculation unit for understanding the real-time illuminance value outside the tunnel, and a dimming factor calculation unit for calculating a dimming factor capable of controlling the brightness of the tunnel lighting, etc. and a dimming control unit configured to output a dimming control command to the dimming controller respectively installed in the plurality of tunnel lights to adjust the brightness of the plurality of tunnel lights based on the dimming factor calculated by the dimming factor calculator.
또한, 상기 태양광추적제어부의 신호에 따라 회동지지부가 회동되어 태양광패널이 일정 기울기의 경사각을 유지한 상태에서 외풍에 의한 태양광패널의 유동을 방지할 수 있도록 상기 회동프레임과 상부프레임 사이에는 회동프레임의 유동을 방지할 수 있는 유동방지수단이 더 구비된 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, between the rotation frame and the upper frame so that the rotation support part is rotated according to the signal of the solar tracking control unit to prevent the flow of the solar panel due to drafts in a state where the solar panel maintains an inclination angle of a certain inclination It is preferable to have a configuration further provided with a flow preventing means capable of preventing the rotation of the rotating frame.
또한, 상기 태양광패널 설치부의 하부에는 복수개의 하부프레임 하단부가 간단하게 끼움 결합되어 고정되고, 조립된 상부 및 하부프레임 일체를 동시에 이동시킬 수 있는 하부받침대가 구비된 구성으로 이루어진다.In addition, the lower part of the solar panel installation part is configured to be provided with a lower pedestal to which the lower ends of the plurality of lower frames are simply fitted and fixed, and the assembled upper and lower frames are integrally moved at the same time.
상술한 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물은 터널의 입구 및 출구측에 터널의 곡률과 동일한 상부프레임을 갖는 태양광패널설치부가 구비되어 설치된 태양광패널에서 생산된 전력을 터널 입출구측에 설치된 가로등의 전원과 터널 내부에 설치된 터널조명등 전원으로 사용할 수 있어 계통전력 설치가 어려운 험지나 산악지역의 터널에 안정된 전원을 공급하여 차량의 안전운행이 가능하도록 하고, 계통전력 사용을 줄여 전력사용비용을 줄일 수 있도록 한다.The photovoltaic panel installation structure for power supply for tunnel lighting lamps according to the present invention described above is provided with a solar panel installation unit having an upper frame equal to the curvature of the tunnel at the entrance and exit sides of the tunnel to transmit the power produced by the installed solar panel into the tunnel. It can be used as a power source for street lights installed at the entrance and exit sides and as a power source for tunnel lights installed inside the tunnel, so it can supply stable power to tunnels in rough or mountainous areas where it is difficult to install grid power, enabling safe operation of vehicles, and reducing grid power usage to reduce the cost of electricity use.
특히, 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물은 태양의 고도에 따라 태양광패널이 설치된 회동프레임이 회동되면서 태양광의 수광효율을 높일 수 있도록 하여 태양광 발전량의 증대로 터널 주변의 가로등과 터널조명등의 전원공급용으로 그 이용효율을 높이고, 터널 내부를 외부조도에 따라 밝기조절이 가능하도록 하여 차량의 안전운행이 가능하도록 하는 장점을 제공한다.In particular, the photovoltaic panel installation structure for supplying power to tunnel lighting according to the present invention allows the solar panel installed rotating frame to rotate depending on the altitude of the sun to increase the light receiving efficiency of sunlight, thereby increasing the amount of photovoltaic power generation around the tunnel. It improves the efficiency of use for power supply of street lights and tunnel lights, and provides the advantage of enabling safe operation of the vehicle by allowing the brightness of the tunnel interior to be adjusted according to the external illuminance.
또한, 본 발명에 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물은 태양광패널이 설치되는 상부프레임이 터널의 곡률과 동일한 형태로 이루어져 태양광패널 설치부의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하고, 터널 입출구측 가로등과 터널조명등의통합 관리가 가능하도록 하여 관리의 효율성을 높일 수 있도록 한다.In addition, in the present invention, the solar panel installation structure for power supply of the tunnel lighting lamp has the upper frame where the solar panel is installed has the same shape as the curvature of the tunnel, so that the durability of the solar panel installation part can be improved, and the street lamp on the entrance and exit side of the tunnel It enables the integrated management of tunnel lighting, etc. to increase the efficiency of management.
또한, 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물은 하부프레임 하부에 하부받침대가 구비되어 조립된 전체 구조물의 이동 설치가 용이하여 시공의 편리성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.In addition, the solar panel installation structure for power supply for tunnel lighting according to the present invention is provided with a lower support at the lower portion of the lower frame to facilitate movement and installation of the assembled entire structure, thereby improving the convenience of construction.
도 1은 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물에서 상부프레임과 하부프레임, 하부받침대가 조립된 상태도,
도 2는 도 1의 상부프레임 사이에 회동프레임 및 회동지지부가 설치된 상태도,
도 3은 회동프레임에 회동지지부가 결합된 상태를 발췌 도시한 저면 사시도,
도 4는 도 2의 회동프레임에 태양광패널이 설치되어 일정각도 회동된 상태도 및 일부 발췌 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물이 터널 일측에 설치된 사용상태도,
도 6은 본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물에 구비되는 태양광발전 관리부의 주요 구성에 대한 블럭도이다.1 is a state diagram in which an upper frame, a lower frame, and a lower support are assembled in a solar panel installation structure for supplying power to a tunnel lighting lamp according to the present invention;
2 is a state diagram in which a rotation frame and a rotation support part are installed between the upper frame of FIG. 1;
3 is a bottom perspective view showing an excerpt of a state in which the rotation support unit is coupled to the rotation frame;
4 is a state diagram in which a solar panel is installed in the rotation frame of FIG. 2 and rotated at a certain angle, and an enlarged view of some excerpts;
5 is a state diagram in which a solar panel installation structure for supplying power to a tunnel lighting lamp according to the present invention is installed on one side of the tunnel;
6 is a block diagram of a main configuration of a photovoltaic power generation management unit provided in a photovoltaic panel installation structure for power supply such as tunnel lighting according to the present invention.
본 발명에 따른 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물(이하, ‘태양광패널 설치구조물’로 약칭함)은 터널의 입구측 및 출구측에 설치되어 그 상부에 태양광패널이 설치된 상태에서 태양광패널에서 생산된 전력을 이용하여 터널 입출구측에 설치되는 가로등 및 터널 내부에 설치되는 터널조명등의 전원으로 공급되도록 구성됨으로써 자체 전력을 생산하여 각 터널별 공급전원의 독립적 자급시스템을 제공하도록 구성된다.The solar panel installation structure for power supply for tunnel lighting according to the present invention (hereinafter, abbreviated as 'solar panel installation structure') is installed at the entrance and exit sides of the tunnel, By using the power produced by the optical panel to be supplied as power to the street lights installed at the entrance and exit of the tunnel and the tunnel lighting installed inside the tunnel, it is configured to generate its own power and provide an independent self-sufficiency system for the power supply for each tunnel. .
또한, 본 발명에 따른 태양광패널 설치구조물은 태양광발전을 수행하도록 상부에 설치되는 태양광패널이 태양의 고도에 따라 회동 가능하도록 설치되어 태양광의 수광효율을 극대화하여 터널 주변의 가로등 및 터널조명등(이하, ‘터널조명등’으로 통칭함)의 전원을 충분히 생산, 공급할 수 있도록 구성된다.In addition, the photovoltaic panel installation structure according to the present invention is installed so that the photovoltaic panel installed on the upper part to perform photovoltaic power generation can be rotated according to the altitude of the sun, thereby maximizing the light receiving efficiency of the sunlight, so that the street lights and tunnel lights around the tunnel (hereinafter collectively referred to as 'tunnel lighting') is configured to sufficiently produce and supply power.
이를 위해, 본 발명에 따른 태양광패널 설치구조물은 터널의 천정과 동일한 곡률을 갖도록 트러스 구조로 이루어지는 복수의 상부프레임과, 상기 복수의 상부프레임을 지면에서 일정 높이로 고정 지지하면서 터널 입출구측에 고정 설치되는 하부프레임으로 구성되는 태양광패널 설치부와, 상기 태양광패널 설치부의 복수의 상부프레임 사이에 상부프레임과 분리된 상태에서 회동 가능하게 고정 설치되는 복수개의 회동프레임과, 태양광 수광을 통해 전력을 생산하도록 상기 복수개의 회동프레임 상면에 설치되는 태양광패널을 포함한 구성으로 이루어진다.To this end, the solar panel installation structure according to the present invention includes a plurality of upper frames formed of a truss structure to have the same curvature as the ceiling of the tunnel, and the plurality of upper frames are fixed to the tunnel entrance and exit side while being fixedly supported at a predetermined height from the ground. A solar panel installation unit composed of a lower frame to be installed, a plurality of rotating frames fixedly installed rotatably in a state separated from the upper frame between the plurality of upper frames of the solar panel installation unit, and sunlight receiving It consists of a configuration including a solar panel installed on the upper surface of the plurality of rotating frames to produce power.
이와 더불어, 상기 회동프레임을 태양의 고도에 따라 회동시켜 그 상면에 설치되는 태양광패널의 수광효율을 향상시킬 수 있도록 회동프레임을 상기 상부프레임에 대해 회동 가능하게 고정 지지하는 회동지지부가 구비되고, 상기 태양광패널에서 생산된 전력이 저장되고, 저장된 전력을 터널조명등 전원으로 공급되도록 상기 태양광패널 설치부의 일측에 태양광발전 관리부가 설치된 구성으로 이루어진다.In addition, a rotation support part is provided for fixing and supporting the rotation frame in a rotatable manner with respect to the upper frame so as to improve the light receiving efficiency of the solar panel installed on the upper surface by rotating the rotation frame according to the altitude of the sun, The power generated by the solar panel is stored, and the solar power generation management unit is installed on one side of the solar panel installation unit so that the stored power is supplied to the power source such as tunnel lighting.
또한, 상기 태양광패널을 태양의 고도에 따라 회동시켜 수광효율을 향상시킬 수 있도록 각각의 회동지지부는 태양광추적제어부의 제어를 통해 회동할 수 있도록 구성된다.In addition, each rotation support is configured to be able to rotate through the control of the solar tracking control unit so that the solar panel can be rotated according to the altitude of the sun to improve light receiving efficiency.
또한, 상기 태양광발전 관리부는 상기 태양광추적제어부의 제어와 상기 태양광패널에서 생산된 전력의 충방전 제어 및 터널조명등으로 공급되는 전원을 제어하도록 구성되고, 태양광패널에서 생산된 전력량의 계측과, 계측된 태양광발전량을 토대로 터널조명등의 조도를 제어할 수 있는 구성으로 이루어진다.In addition, the photovoltaic power generation management unit is configured to control the solar tracking control unit, control the charge/discharge control of the power produced by the solar panel, and control the power supplied to the tunnel lighting, etc., and measure the amount of power produced by the solar panel And, it is composed of a configuration that can control the illuminance of the tunnel lighting, etc. based on the measured amount of solar power generation.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 용어는 본 발명의 구성에 대한 기능을 고려하여 당업계에서 일반적으로 사용되는 용어 및 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용했으며, 이 경우 그 용어가 가지는 의미는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의된다.On the other hand, the terms used in the detailed description of the present invention used terms generally used in the art and terms arbitrarily selected by the applicant in consideration of the function of the configuration of the present invention, and in this case, the meaning of the term is the present invention It is defined based on the overall content of
또한, 본 발명의 상세한 설명에 사용되는 용어 중 ‘태양광패널’은 태양광발전에 필요한 제반 전기, 전자적 구성을 포함한 의미로 사용되며, ‘태양광발전 관리부’는 복수의 태양광패널에서 생산된 전력의 저장관리 및 축전된 전력의 터널조명등 전원으로 사용될 수 있도록 관리하는 일체의 전력공급 및 전력변환장치를 포함하는 포괄적인 의미로 사용된다.In addition, among the terms used in the detailed description of the present invention, 'solar panel' is used to mean including all electrical and electronic components necessary for photovoltaic power generation, and 'solar power generation management unit' is a term used in a plurality of photovoltaic panels. It is used in a comprehensive sense including all power supply and power conversion devices that manage the storage management of power and the tunnel lighting of accumulated power so that it can be used as a power source.
또한, 상세한 설명 가운데에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 ‘포함’한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In addition, when a part in the detailed description 'includes' a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한, 상세한 설명 가운데에서 ‘~부’, ‘~수단’등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. In addition, in the detailed description, terms such as '~ unit' and '~ means' mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .
또한, 상세한 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적인 연결’뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부품, 장치 등을 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우를 포함하는 의미로 해석된다.In addition, when a part is 'connected' with another part in the detailed description, it is not only 'direct connection' but also 'indirectly connected' with other elements, parts, devices, etc. in between. interpreted as including
그리고, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 방향성 용어인 ‘전방, 후방, 좌측, 우측’은 터널의 진입방향을 기준으로 입구측을 ‘전방’으로 표현하고, 그 대향측으로 ‘후방’으로 표현하며, ‘전방, 후방’과 직각되는 양측을 ‘좌측, 우측’으로 표현한다.And, the directional terms 'front, rear, left, right' used in the detailed description of the present invention express the entrance side as 'front', and the opposite side as 'rear', based on the entry direction of the tunnel. Both sides perpendicular to 'front and rear' are expressed as 'left and right'.
한편, 본 발명의 상세한 설명에 이용되는 장치 및 용어 중 당업계에서 일반적으로 널리 사용되거나 당업자의 통상의 지식 수준에서 공지된 기술로부터 용이하게 안출할 수 있는 구성에 대한 구체적인 기능이나 동작 설명은 가급적 생략하고 본 발명의 특징부 위주로 설명한다.On the other hand, among the devices and terms used in the detailed description of the present invention, specific functions or operation descriptions for configurations that are generally widely used in the art or can be easily devised from techniques known in the level of ordinary knowledge of those skilled in the art are omitted as much as possible. and the features of the present invention will be mainly described.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광패널 설치구조물의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a solar panel installation structure according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 태양광패널 설치구조물(500)에서 기본 뼈대를 구성하는 상부프레임(110)과 하부프레임(120), 하부받침대(150)가 조립되어 구성되는 태양광패널 설치부(100)의 구성을 도시하고 있다.1 is a photovoltaic
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 태양광패널 설치부(100)는 태양광패널이 상부에 설치될 수 있는 하나의 독립된 구조물을 제공하는 것으로, 상부프레임(110)은 설치될 터널의 천정 곡률과 동일한 형상을 갖도록 라운드형으로 이루어지면서 트러스구조로 짜여져 견고한 구조물을 제공하는 구조로 이루어지고, 전후방으로 일정간격 유지되게 복수개가 구비된다.As shown in FIG. 1 , the solar
상기 복수개의 상부프레임(110)을 일체로 고정하도록 상부프레임(110)에 직각방향으로 좌우로 일정간격 유지되게 복수개의 가로프레임(115)이 설치되어 복수개의 상부프레임(110)이 가로프레임(115)에 견고히 결합되는 구조로 이루어진다.A plurality of
복수의 상부프레임(110)과 가로프레임(115) 사이의 간격은 후술하는 태양광패널이 설치되어 회동될 수 있는 간격을 형성하도록 설치되는 것이 바람직하다.The spacing between the plurality of
또한, 상기 상부프레임(110)의 좌우측 양단에는 지면에 대해 수직방향을 유지하는 하부프레임(120)이 일정 높이로 설치되어 상부프레임(100)이 터널의 천정과 비슷한 높이가 유지되도록 고정시킨다.In addition, a
전후방향으로 일정간격 유지되게 설치되는 복수개의 하부프레임(120) 역시 가로프레임(115)이 전후 방향으로 길게 설치되면서 복수개의 하부프레임(120)이 가로프레임(115)에 결합되면서 전후 하부프레임(120) 상호간에 견고한 고정상태가 유지되도록 구성된다.A plurality of
그리고, 지면에 대해 수직 설치되는 좌우측 하부프레임(120)의 하단에는 전후방향으로 길게 하부받침대(150)가 설치되어 상기 하부받침대(150)의 상면으로 복수개의 하부프레임(120) 하단부가 각각 결합되어 하부받침대(150)에 복수개의 하부프레임(120)이 일체로 결합되는 구조로 이루어진다.In addition, a
상기 상부프레임(110)의 좌우 폭은 터널의 폭에 따라 그 길이가 달리하여 제작 설치되는 것으로, 터널의 폭과 도로의 폭을 감안하여 하나의 부재 또는 복수개의 부재가 연결되어 터널의 천정 곡률과 동일한 라운드형으로 구성된다.The left and right widths of the
또한, 상기 하부프레임(120)의 하단에는 복수개의 하부프레임(120)을 일체로 고정하는 하부받침대(150)가 설치되는데, 상기 하부받침대(150) 역시 태양광패널 설치구조물의 길이에 따라 한 개 또는 한 개 이상이 일렬로 연결된 구조로 이루어질 수 있다.In addition, a
이와 같이, 본 발명에 따른 태양광패널 설치부(100)는 복수개의 상부프레임(110)과 하부프레임(120), 가로프레임(115) 및 하부받침대(150)가 일체로 결합된 하나의 구조물로 이루어져 터널 입출구측에 설치된다.As such, the solar
도 2에는 도 1에 도시된 태양광패널 설치부(100)에서 전후방향의 상부프레임(110)의 사이에 태양광패널이 설치되는 직사각형 모양의 회동프레임(130)이 설치된 상태를 도시하고 있는 것으로, 직사각형 모양을 갖는 복수개 회동프레임(130)은 그 중간부를 가로지르는 회동지지부(135)의 외주연에 결합되어 회동지지부(135)의 회동방향에 따라 전후방향으로 배치된 복수개의 회동프레임(130)이 동시에 회동되면서 그 상면에 설치되는 태양광패널의 경사각을 조절할 수 있도록 구성된다.FIG. 2 shows a state in which a
즉, 상기 회동지지부(135)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부프레임 사이에서 전후방향으로 설치되는 복수개의 회동프레임(130) 사이를 관통하여 설치되는 막대형상의 회동축(135a)과, 최전방 상부프레임의 외측면에서 상기 회동축(135a)의 선단부에 결합되어 회동축(135a)의 회전을 동작시키는 회동모터(135b)가 각각 설치된 구조로 이루어지며, 각각의 회동축(135a)에 구비되는 회동모터(135b)의 회전각도 및 회전방향의 제어는 후술하는 태양광패널 추적제어부에 의해 제어되도록 구성된다. That is, as shown in FIG. 3 , the
이와 같이 구성되는 상기 회동지지부(135)는 좌우측으로 복수열로 구성되는 회동프레임(130)에 각각 설치되어 전후방향으로 설치된 복수개의 태양광패널을 하나의 회동지지부(135)를 통해 기울기를 제어할 수 있도록 구성된다.The
그리고, 도 4에는 도 2의 회동프레임(130) 상면으로 일정한 크기(용량)의 태양광패널(200)이 결합된 상태에서 태양광패널(200)이 일정각도 회동된 상태가 도시되어 있다.And, FIG. 4 shows a state in which the
도 4에 도시된 바와 같이, 전후방으로 일정간격 유지하도록 설치된 상부프레임(110) 사이에 직사각형 모양의 회동프레임(130)이 설치된 상태에서 각각의 회동프레임(130)에 태양광패널(200)이 고정 설치된다.As shown in FIG. 4 , the
그리고, 태양광패널 설치부(100)의 일측면에는 회동프레임(130)을 관통하여 전후방향으로 설치된 회동지지부(135)의 회동을 제어하는 태양광추적제어부(140)와, 상기 태양광패널(200)에서 생산된 전력을 저장, 터널조명등으로 축전된 전력을 공급 제어하는 태양광발전 관리부(300)가 설치된다.And, on one side of the solar
태양광패널 설치부(100)의 상부에서 전후방향으로 설치된 복수개의 태양광패널(200)은 최전방 외측면에 구비된 회동지지부(135)의 회동모터(135b)의 회전으로 회전이 이루어지는 회동축에 의해 동시에 회전될 수 있는 구조로 이루어져 있지만, 좌우측으로 설치되는 각각의 회동지지부(135)는 서로 다른 회동각도로 회전이 이루어지면서 각 열의 태양광패널의 기울기를 서로 다르게 조절할 수도 있다.A plurality of
즉, 각각의 회동지지부(135)는 별도의 태양광추적제어부(140)에 의해 회동각이 정해져 회동이 이루어지도록 구성되고, 각각의 태양광추적제어부(140)는 태양광패널(200)의 설치 위치에 따라 태양광발전 관리부(300)의 설정된 프로그램을 통해 태양의 고도에 맞춰 추적이 이루어지도록 설정되기 때문에, 각각의 회동지지부(135)에 연결 설치된 회동프레임 및 태양광패널은 동일한 각도 또는 서로 다른 각도로 제어되면서 태양을 추적할 수 있도록 구성된다.That is, each of the
그리고, 도 4의 일부 확대도에 도시된 바와 같이, 상부프레임 사이에 설치된 회동프레임이 일정각도 기울어진 상태에서 외력을 받아 회동프레임에 설치된 태양광패널이 유동되는 것을 방지할 수 있도록 회동프레임과 상부프레임 사이에 소정의 유동방지수단(137)이 구성된다.And, as shown in some enlarged views of FIG. 4, the rotating frame and the upper part of the rotating frame installed between the upper frames are tilted at a certain angle to prevent the solar panel installed on the rotating frame from flowing by receiving an external force. A predetermined flow preventing means 137 is configured between the frames.
상기 유동방지수단(137)은 회동프레임의 회전각에 따라 접철되거나 신축 조절되면서 태양의 고도에 따라 일정한 경사각을 유지하는 태양광패널이 외력에 의해 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 한다.The flow prevention means 137 is folded or stretched according to the rotation angle of the rotating frame, and the solar panel maintaining a constant inclination angle according to the altitude of the sun can be prevented from being shaken by an external force.
도 5에는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 태양광패널 설치구조물(500)이 터널(T)의 입구측에 설치된 일례를 간략하게 도시하고 있다.5 schematically shows an example in which the solar
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광패널 설치구조물(500)은 그 상부프레임(110)이 터널의 천정 곡률과 동일한 모양으로 구성되고, 상부프레임(110) 사이에 구비된 회동프레임 각각에 태양광패널(200)이 결합되어 복수개의 태양광패널(200) 전체에서 태양광의 수광을 통해 전력을 생산하고, 생산된 전력은 태양광발전 관리부(300)를 거쳐 터널 내부의 터널조명등(600) 및 터널(T) 입구측 가로등(610)의 전원으로 공급되도록 구성된다.As shown in FIG. 5 , in the solar
특히, 태양광패널 설치구조물(500)의 상부에 설치된 복수열의 태양광패널(200)은 태양광발전 관리부(300)에 설정된 프로그램의 제어를 통해 각각의 설치 위치별로 태양의 고도 정보가 태양광추적제어부(140)를 통해 회동지지부(135)의 회전동작이 제어되면서 각 열의 회동프레임이 설정된 기울기만큼 경사각을 유지하면서 태양광패널이 태양에 수직으로 위치되면서 태양광을 통한 발전량을 극대화시킬 수 있게 된다.In particular, a plurality of rows of
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양광패널 설치구조물(500)은 터널의 규격에 따라 태양광패널 설치부(100)의 규격을 모듈화하여 터널 시공시 간편하게 조립 시공할 수 있도록 하여 공사기간의 단축과, 안전한 태양광패널 설치구조물을 제공할 수 있도록 한다.The solar
한편, 도 6에는 본 발명에 따른 태양광패널 설치구조물에 설치되어 발전된 전력량의 공급제어와 태양광패널의 태양광추적을 제어하도록 하는 태양광발전 관리부(300)의 주요 기능 및 구성이 블럭도로 간략하게 도시되어 있다.On the other hand, FIG. 6 is a block diagram showing the main functions and configuration of the photovoltaic power
상기 태양광발전 관리부(300)는 상기 복수의 태양광패널(200)에서 생산된 전력이 저장되는 전력저장부(302)와, 상기 태양광패널에서 생산된 전력량을 계측하는 발전량 계측부(303)와, 상기 발전량 계측부(303)에서 계측된 전력량별로 외부 조도기준이 설정된 발전량기반 조도테이블(304)과, 상기 발전량기반 조도테이블(304)과 비교를 통해 터널 외부의 실시간 조도값을 파악하는 발전량기반 조도산출부(305)와, 상기 발전량기반 조도산출부(305)에서 파악된 터널 외부 조도값에 대응하도록 터널조명등의 밝기를 제어할 수 있는 디밍팩터를 산출하는 디밍팩터 산출부(306)와, 상기 디밍팩터 산출부(306)에서 산출된 디밍팩터를 기준으로 복수의 터널조명등에 각각 설치된 디밍제어기(도시생략)로 디밍 제어명령을 출력하여 복수의 터널조명등의 밝기를 조절하도록 하는 디밍제어부(308)를 포함한 구성으로 이루어진다.The photovoltaic power
이와 더불어 상기 태양광발전 관리부(300)에는 전력저장부(302)에 저장된 전력을 터널조명등으로 공급되는 것을 제어하기 위한 전원공급관리부(310)가 더 구비되고, 태양광패널(200)이 설치되는 특정 지역에 대한 태양의 일출시간, 방위각, 일몰시간 및 기후 정보를 기본요소로 하는 기상정보 데이터베이스(320)와, 상기 기상정보 데이터베이스(320)를 통해 태양의 고도를 산출하여 상기 태양광추적제어부(140)로 제어명령을 출력시키는 태양고도 산출/출력부(330)가 더 포함된 구성으로 이루어진다.In addition, the solar power
상기 기상정보 데이터베이스(320)는 터널이 시공되는 지역에 대한 기상정보가 사전에 수집되어 저장되어 있으며, 상기 기상정보 데이터베이스(320)에 저장된 기상데이터를 토대로 태양고도 산출/출력부(330)에서 계절별/시간별로 태양의 위치(고도)를 찾아내는 연산작업이 일련의 프로그램을 통해 수행된 후에, 산출된 태양의 고도 정보가 태양광추적제어부로 전송된다.The
따라서, 태양광추적제어부에서는 수신된 태양고도 정보를 토대로 회동모터의 회전각 신호를 출력시키면, 회동모터는 전달된 제어신호에 맞춰 설정된 방향 및 각도만큼 회전이 이루어짐으로써 회동모터에 연결된 회동축이 회전되고, 회동축의 회전에 따라 회동축의 외주연에 결합된 회동프레임이 회전되어 회동프레임에 결합된 태양광패널이 실시간 태양의 고도에 따라 태양광의 수직으로 위치되면서 태양광의 수광을 통해 발전이 이루어지게 된다.Therefore, when the solar tracking control unit outputs the rotation angle signal of the rotation motor based on the received solar altitude information, the rotation motor rotates in the direction and angle set according to the transmitted control signal, so that the rotation shaft connected to the rotation motor rotates In accordance with the rotation of the rotation shaft, the rotation frame coupled to the outer periphery of the rotation shaft is rotated, and the solar panel coupled to the rotation frame is positioned vertically according to the altitude of the sun in real time. will lose
한편, 상기 태양광발전 관리부(300)에는 도면에는 도시되어 있지 않지만 원격지의 통합관제부와 통신을 위한 송/수신부가 구비되어 통합관제부로 전력생산량을 통지하거나, 통합관제부의 원격명령으로 가로등 및 터널조명등의 원격제어가 가능하도록 구성될 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawing, the photovoltaic power
또한, 상기 태양광발전 관리부(300)에는 각 부의 고장상태를 감지하기 위한 고장감지부가 추가될 수 있으며, 상기 고장감지부에서 감지된 신호는 실시간으로 통합관제부로 전송되어 관리자가 각 터널의 터널조명등 관리와 태양광패널에서 생상되는 전력량 관리를 할 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, a failure detection unit for detecting a failure state of each unit may be added to the photovoltaic power
그리고, 상기 태양광발전 관리부에는 태양광패널의 고장 또는 기상상태에 따라 전력생산이 어려운 경우 임시로 전력을 공급하기 위한 계통전력이 추가로 공급되도록 구성되어 필요에 따라 전력저장부 전력을 계통전력으로 전환하여 사용할 수 있도록 구성될 수 있다.In addition, the photovoltaic power generation management unit is configured to additionally supply grid power for temporarily supplying power when power generation is difficult due to a failure of the solar panel or weather conditions. It can be configured so that it can be switched and used.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 도면에 도시된 일 실시예를 위주로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 동일한 기술사상의 범위 이내에서 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.Above, in the detailed description of the present invention, the preferred embodiment of the present invention has been mainly described with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art may make various modifications within the scope of the same technical spirit of the present invention. .
100 : 태양광패널 설치부
110 : 상부프레임
115 : 가로프레임
120 : 하부프레임
130 : 회동프레임
135 : 회동지지부
135a : 회동축
135b : 회동모터
137 : 유동방지수단
140 : 태양광추적제어부
150 : 하부받침대
200 : 태양광패널
300 : 태양광발전 관리부
301 : 중앙처리부
302 : 전력저장부
303 : 발전량계측부
304 : 발전량기반 조도테이블
305 : 발전량기반 조도산출부
306 : 디밍팩터 산출부
308 : 디밍제어부
310 : 전원공급관리부
320 : 기상정보 데이터베이스
330 : 태양고도 산출/출력부
500 : 태양광패널 설치구조물
600 : 터널조명등
610 : 가로등
T : 터널100: solar panel installation part
110: upper frame 115: horizontal frame
120: lower frame 130: rotating frame
135:
135b: rotation motor 137: flow prevention means
140: solar tracking control unit 150: lower support
200: solar panel
300: photovoltaic power generation management unit 301: central processing unit
302: power storage unit 303: power generation measuring unit
304: power generation-based illuminance table 305: power generation-based illuminance calculation unit
306: dimming factor calculation unit 308: dimming control unit
310: power supply management unit 320: weather information database
330: solar altitude calculation/output unit
500: solar panel installation structure
600: tunnel light 610: street light
T: tunnel
Claims (4)
상기 태양광패널 설치부의 복수의 상부프레임 사이에 상부프레임과 분리된 상태로 고정 설치되는 복수개의 회동프레임;
상기 복수개의 회동프레임 상면에 각각 설치되어 태양광 수광을 통해 전력을 생산하는 태양광패널;
상기 회동프레임을 태양의 고도에 따라 회동시켜 그 상면에 설치되는 태양광패널의 수광효율을 향상시킬 수 있도록 회동프레임을 상기 상부프레임에 대해 회동 가능하게 고정 지지하는 회동지지부;
상기 회동지지부를 회전시켜 태양광패널의 경사각을 조절하도록 각각의 회동지지부에 설치되는 태양광추적제어부;
상기 태양광패널에서 생산된 전력의 저장 및 저장된 전력의 터널조명등으로의 공급 제어와, 태양광패널이 설치되는 특정 지역에 대한 태양의 일출시간, 방위각, 일몰시간 및 기후 정보를 기본요소로 하는 기상정보 데이터베이스를 통해 태양의 고도를 산출하여 상기 태양광추적제어부로 제어명령을 출력시키는 태양고도 산출/출력부가 포함되어 상기 태양광패널 설치부에 설치되는 태양광발전 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물.A solar panel installation unit comprising: a plurality of upper frames having the same curvature as the ceiling of the tunnel;
a plurality of rotating frames fixedly installed between the plurality of upper frames of the solar panel installation unit in a state separated from the upper frame;
a solar panel installed on the upper surface of the plurality of rotating frames, respectively, to generate power through receiving sunlight;
a rotation support unit for rotatably fixing and supporting the rotation frame with respect to the upper frame so as to improve the light receiving efficiency of the solar panel installed on the upper surface by rotating the rotation frame according to the altitude of the sun;
a solar tracking control unit installed in each rotation support to rotate the rotation support to adjust the inclination angle of the solar panel;
Meteorological information based on the storage of power produced by the solar panel and supply control of the stored power to tunnel lighting, etc., and the sunrise time, azimuth, sunset time, and climate information of the sun for a specific area where the solar panel is installed A solar power generation management unit installed in the solar panel installation unit including a solar altitude calculation/output unit for calculating the altitude of the sun through an information database and outputting a control command to the solar tracking control unit; characterized in that it comprises Solar panel installation structure for power supply such as tunnel lighting.
상기 태양광발전 관리부에는,
태양광패널에서 생산된 전력량을 계측하는 발전량계측부와,
상기 발전량 계측부에서 계측된 전력량별로 외부 조도기준이 설정된 발전량기반 조도테이블과,
상기 발전량기반 조도테이블과 비교를 통해 터널 외부의 실시간 조도값을 파악하는 발전량기반 조도산출부;
상기 발전량기반 조도산출부에서 파악된 터널 외부 조도값에 대응하도록 터널조명등의 밝기를 제어할 수 있는 디밍팩터를 산출하는 디밍팩터 산출부;
상기 디밍팩터 산출부에서 산출된 디밍팩터를 기준으로 복수의 터널조명등에 각각 설치된 디밍제어기로 디밍 제어명령을 출력하여 복수의 터널조명등의 밝기를 조절하도록 하는 디밍제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치구조물.According to claim 1,
In the solar power generation management unit,
A power generation measuring unit that measures the amount of electricity produced by the solar panel;
A power generation-based illuminance table in which an external illuminance standard is set for each amount of power measured by the power generation measuring unit;
a power generation-based illuminance calculator configured to determine a real-time illuminance value outside the tunnel through comparison with the power generation-based illuminance table;
a dimming factor calculator for calculating a dimming factor capable of controlling the brightness of a tunnel lighting lamp to correspond to the illuminance value outside the tunnel determined by the power generation-based illuminance calculator;
A dimming control unit configured to output a dimming control command to the dimming controller installed in each of the plurality of tunnel lights based on the dimming factor calculated by the dimming factor calculator to adjust the brightness of the plurality of tunnel lights; characterized in that it comprises a Solar panel installation structure for power supply such as tunnel lighting.
상기 태양광추적제어부의 신호에 따라 회동지지부가 회동되어 태양광패널이 일정 기울기의 경사각을 유지한 상태에서 외풍에 의한 태양광패널의 유동을 방지할 수 있도록 상기 회동프레임과 상부프레임 사이에는 회동프레임의 유동을 방지할 수 있는 유동방지수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치 구조물.3. The method of claim 1 or 2,
A rotation frame is provided between the rotation frame and the upper frame so that the rotation support unit is rotated according to the signal of the solar tracking control unit to prevent the solar panel from moving due to draft while the solar panel maintains an inclination angle of a certain inclination. A photovoltaic panel installation structure for power supply such as tunnel lighting, characterized in that it is further provided with a flow prevention means that can prevent the flow of.
상기 태양광패널 설치부의 하부에는 복수개의 하부프레임 하단부가 간단하게 끼움 결합되어 고정되고, 조립된 상부 및 하부프레임 일체를 동시에 이동시킬 수 있는 하부받침대가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 터널조명등 전원공급용 태양광패널 설치 구조물.4. The method of claim 3,
The lower part of the plurality of lower frames is simply fitted and fixed to the lower part of the solar panel installation part, and a lower pedestal capable of moving the assembled upper and lower frames as a whole is provided at the same time. Solar panel installation structure.
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