KR20220033934A - Stand-alone solar lighting system utilizing ess - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 라이팅 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 에너지 저장 장치(ESS)를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a solar lighting system, and more particularly, to an independent solar lighting system using an energy storage device (ESS).
일반적으로, 지구 온난화로 인한 신재생 에너지 기반의 태양광 가로등 또는 보안등과 같은 태양광 라이팅 시스템의 개발이 활발이 이루어지고 있다. 그러나, 일반적인 태양광 라이팅 시스템은 발광부가 마련된 폴(pole)의 상단에 태양전지 패널이 설치되고 지중, 지면, 또는 폴 내부에 배터리가 설치된 소위, 하나의 가로등에 태양전지 패널 및 배터리가 일대일로 배치되는 구성을 취한다. In general, development of a solar lighting system such as a solar street lamp or a security lamp based on renewable energy due to global warming is actively being made. However, in a general solar lighting system, a solar cell panel is installed on top of a pole provided with a light emitting part, and a battery is installed underground, on the ground, or inside the pole, so-called one street light, a solar cell panel and a battery are arranged one-to-one take the configuration
한편, 상용 전력 계통을 이용하는 가로등 또는 보안등과 같은 일반적인 라이팅 시스템의 경우, 다수(예, 10개)의 가로등이 하나의 유닛으로 모듈화되고, 이러한 모듈화된 가로등들 또는 보안등들은 분전반을 통해 상용 전력 계통으로부터 전력을 공급받고 가로등들의 온,오프 등이 제어되는 방식이 이용된다.On the other hand, in the case of a general lighting system such as a street lamp or a security lamp using a commercial power system, a plurality of (eg, 10) street lamps are modularized into one unit, and these modular street lights or security lights are separated from the commercial power system through a distribution board. A method in which power is supplied and the on/off of streetlights is controlled is used.
한편, 환경부에 따르면, 2019년 말 기준으로 국내 전기차의 누적 보급대수는 약 5만7천대이고, 2022년까지 약 43만대가 보급될 계획이다. 이와 같이, 전기차의 보급이 늘어나면서 배터리의 보급 규모도 커지고 있다. Meanwhile, according to the Ministry of Environment, as of the end of 2019, the cumulative number of electric vehicles supplied in Korea is about 57,000 units, and about 430,000 units are planned to be supplied by 2022. As such, as the spread of electric vehicles increases, the scale of distribution of batteries is also increasing.
현재, 전기차의 폐배터리의 처리와 관련된 규정은 대기환경보전법에 따라 구매 보조금을 받은 전기차를 폐차할 경우, 회수된 배터리를 해당 지방자치단체에 반납하도록 하고 있다. 그러나, 반납된 배터리의 재활용, 분해, 처리 방법에 관한 세부적인 절차가 없으므로 관련 규정의 마련과 그에 따른 새로운 산업 구조가 절실한 실정이다. 이와 관련하여, 독일의 경우, 배터리와 축전기의 모든 제조 및 수입 업체들은 연방 환경청에 등록함으로써 폐배터리의 회수 의무를 이들에게 부과하고, 등록되지 않은 생산자의 배터리는 독일 시장에 판매될 수 없도록 규정되어 있다. 따라서, 전기차용 폐배터리의 사회적, 환경적 문제가 대두되고 있다.Currently, regulations related to the disposal of waste batteries of electric vehicles require that the recovered batteries be returned to the relevant local government when an electric vehicle that has received a purchase subsidy under the Air Environment Conservation Act is scrapped. However, there is no detailed procedure for recycling, disassembling, and disposing of returned batteries, so there is an urgent need to prepare related regulations and a new industrial structure accordingly. In this regard, in the case of Germany, all manufacturers and importers of batteries and capacitors are obligated to collect used batteries by registering with the Federal Environment Agency, and batteries of unregistered producers cannot be sold on the German market. there is. Accordingly, social and environmental problems of waste batteries for electric vehicles are emerging.
일반적으로, 전기차용 폐배터리의 성능 진단 기술을 통해, 70~80% 이상의 동일 등급만으로 ESS 시스템 등과 같이 재활용되고, 성능 미달 배터리는 니켈, 망간 등 경제적 가치를 지닌 금속으로 회수되어 재활용되고 있다. In general, through the performance diagnosis technology of waste batteries for electric vehicles, only 70-80% or more of the same grade is recycled like an ESS system, and underperformance batteries are recovered and recycled as metals with economic value such as nickel and manganese.
따라서, 전기차에서 사용된 후 폐기되는 폐배터리를 재활용하여 태양광 기반의 라이팅 시스템의 독립형 전원으로서 ESS를 구축할 필요성이 대두되고 있다. Therefore, there is a need to build an ESS as an independent power source for a solar-based lighting system by recycling waste batteries that are discarded after being used in an electric vehicle.
본 발명은 전술한 선행기술의 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 태양전지 패널들이 조명 디바이스들의 각각의 폴에 설치되지 않고 조명 디바이스들의 다수의 발광부들을 위해 모듈식으로 구성되어 조명 디바이스의 폴들로부터 이격된 지면에 설치됨과 동시에, 태양전지 패널들로부터 생산된 전력을 저장하고 발광부들에게 전력을 공급하기 위한 ESS 역시 조명 디바이스들의 개별 폴들과 이격된 상태로 지면에 설치될 수 있는 구조를 가진, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art described above, in which solar cell panels are not installed on each pole of the lighting devices, but are modularly configured for a plurality of light emitting units of the lighting devices, so that from the poles of the lighting device At the same time as being installed on the ground spaced apart, the ESS for storing power generated from solar panels and supplying power to the light emitting units also has a structure that can be installed on the ground in a state spaced apart from individual poles of lighting devices, ESS An object of the present invention is to provide an independent solar lighting system using
또한, 본 발명의 다른 목적은, 태양전지 패널을 이용하여 발전된 전력을 ESS 또는 폐배터리를 활용하여 재활용 또는 재생된 ESS에 저장하고, 그렇게 저장된 전력을 조명 디바이스들의 발광부들의 전원으로 독립적으로 사용할 수 있도록 구조가 개선된 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to store electric power generated by using a solar cell panel in an ESS or a recycled or regenerated ESS by using a waste battery, and the stored electric power can be used independently as a power source for light emitting units of lighting devices. It is to provide an independent solar lighting system using ESS with improved structure.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템은, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템으로서, 지면에 설치되는 폴(pole) 및 폴의 끝단에 마련된 발광부를 각각 포함하는 2개 이상의 조명 디바이스들; 상기 폴로부터 이격되도록 지면에 설치된 하나 이상의 태양전지 패널들; 상기 태양전지 패널들로부터 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있도록 상기 태양전지 패널들에 전기적으로 연결되고 상기 발광부에 전력을 공급할 수 있도록 지면에 설치된 에너지 저장 시스템(ESS)을 구비한다. Independent solar lighting system using ESS according to the present invention for achieving the above objects, as an independent solar lighting system using ESS, includes a pole installed on the ground and a light emitting part provided at the end of the pole, respectively one or more lighting devices; one or more solar cell panels installed on the ground to be spaced apart from the pole; An energy storage system (ESS) installed on the ground is provided so as to be electrically connected to the solar panel to store the electric energy produced from the solar panel and to supply power to the light emitting unit.
바람직하게, 본 발명의 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템은, 상기 ESS로부터 공급되는 전력을 상기 2개 이상의 조명 디바이스들 각각으로 분배할 수 있도록 구성된 분전함을 더 구비한다.Preferably, the independent solar lighting system using the ESS of the present invention further includes a distribution box configured to distribute the power supplied from the ESS to each of the two or more lighting devices.
바람직하게, 상기 분전함은, 상기 태양전지 패널들과 상기 ESS 사이의 인터페이스 정보 및/또는 상기 ESS와 상기 조명 디바이스들 사이의 인터페이스 정보를 처리 및 제어할 수 있도록 구성된 컨트롤러를 더 구비한다.Preferably, the distribution box further includes a controller configured to process and control interface information between the solar cell panels and the ESS and/or interface information between the ESS and the lighting devices.
바람직하게, 상기 조명 디바이스들은 2개 내지 10개의 폴들과 발광부들을 포함한다. Preferably, the lighting devices comprise from 2 to 10 poles and light emitting parts.
바람직하게, 본 발명의 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템은, 상기 ESS의 에러 또는 완전 방전 시, 상기 조명 디바이스들을 상용 전력 계통으로 연결시킬 수 있도록 구성된 스위치를 더 포함한다.Preferably, the stand-alone solar lighting system using the ESS of the present invention further comprises a switch configured to connect the lighting devices to the commercial power system when the ESS is in error or completely discharged.
바람직하게, 본 발명의 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템은, 상기 상용 전력 계통으로부터 공급되는 교류 전력을 직류로 변환시키기 위한 인버터를 더 구비한다. Preferably, the stand-alone solar lighting system using the ESS of the present invention further includes an inverter for converting AC power supplied from the commercial power system into DC power.
바람직하게, 상기 2개 이상의 조명 디바이스들은 상기 상용 전력 계통에 의해 구동되는 종래의 가로등 또는 보안등을 이용한다.Preferably, the two or more lighting devices use a conventional street light or security light driven by the commercial power grid.
바람직하게, 상기 ESS는 미리결정된 용량을 가진 전기차용 폐배터리 또는 골프 카트 등을 포함하는 전동 모빌리티용 재생 배터리를 포함한다.Preferably, the ESS includes a regenerative battery for electric mobility including a waste battery for an electric vehicle or a golf cart having a predetermined capacity.
바람직하게, 상기 태양전지 패널들은 상기 ESS의 상단에 설치된다.Preferably, the solar cell panels are installed on top of the ESS.
바람직하게, 상기 조명 디바이스들의 발광부는 LED로 구성된 가로등 또는 보안등이다.Preferably, the light emitting part of the lighting devices is a street lamp or a security lamp composed of LEDs.
본 발명에 따른 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.Independent solar lighting system using ESS according to the present invention has the following effects.
첫째, 태양광 라이팅 시스템을 구성하는 조명 디바이스들의 개별 폴의 상단에 태양전지 패널이 설치되는 대신에 하나의 유닛 또는 모듈을 구성하기 위한 태양전지 패널이 폴들로부터 이격된 상태로 지면에 설치되어 관리되기 때문에, 설치 및 관리가 간단하고 시스템의 구성 및 관리 비용이 저렴해질 수 있다.First, instead of installing a solar panel on top of individual poles of lighting devices constituting a solar lighting system, a solar panel for configuring one unit or module is installed and managed on the ground in a state spaced apart from the poles. Therefore, installation and management are simple, and the configuration and management cost of the system can be reduced.
둘째, 전기차용 폐배터리 또는 노후 배터리, 전동 디바이스의 모빌리티의 재활용 배터리들을 독립형 태양광 라이팅 시스템의 ESS로서 사용함으로써, 폐배터리의 재활용 방안을 모색할 수 있고, 폐배터리를 회수할 의무가 있는 국가 또는 지방자치 단체의 정책적 부담을 줄일 수 있고, 산업계의 새로운 사업 모델과 신규 일자리 창출에 기여할 수 있는 효과가 있다.Second, by using waste batteries for electric vehicles, old batteries, and recycled batteries for mobility of electric devices as ESSs for independent solar lighting systems, it is possible to find a way to recycle waste batteries, and countries or It has the effect of reducing the policy burden on local governments and contributing to the creation of new business models and new jobs in the industry.
셋째, 전기차용 폐배터리를 태양광 라이팅 시스템에 접목함으로써 잔존 용량의 70~80%가 남아 있는 전기차용 폐배터리의 자원을 재활용할 수 있으므로, 국책 과제의 하나인 신재생 에너지 사업화 전략에 이바지할 수 있다.Third, by grafting waste batteries for electric vehicles to the solar lighting system, the resources of waste batteries for electric vehicles, which have 70~80% of the remaining capacity, can be recycled, so it can contribute to the new and renewable energy commercialization strategy, which is one of the national projects. there is.
넷째, 대용량의 전기차용 폐배터리를 독립형 태양광 라이팅 시스템에 재활용할 수 있도록 함으로써 일반적인 태양광 라이팅 시스템의 구현 비용을 획기적으로 감소시킬 수 있다.Fourth, it is possible to remarkably reduce the implementation cost of a general solar lighting system by allowing large-capacity waste batteries for electric vehicles to be recycled into an independent solar lighting system.
다섯째, 대용량의 전기차용 폐배터리의 재활용을 통해 배터리의 오남용으로 인한 환경 파괴를 최소화할 수 있다.Fifth, it is possible to minimize environmental damage caused by misuse of batteries through recycling of large-capacity waste batteries for electric vehicles.
전술한 본 발명의 요약뿐만 아니라 이어지는 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명은 첨부된 도면들과 함께 읽혀질 때 더 잘 이해될 것이다. 본 개시의 바람직한 예시적 실시예에 따른 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템을 설명하기 위한 목적으로, 바람직한 실시예들의 도면들이 도시된다. 그러나, 본 개시는 그러한 도면들에 도시된 정확한 장치들과 수단들에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템의 개략적인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing summary of the invention as well as the following detailed description of preferred embodiments of the invention will be better understood when read in conjunction with the accompanying drawings. For the purpose of illustrating a standalone solar lighting system using an ESS according to a preferred exemplary embodiment of the present disclosure, drawings of preferred embodiments are shown. It is to be understood, however, that the present disclosure is not limited to the precise arrangements and instrumentalities shown in such figures.
1 is a schematic configuration diagram of an independent solar lighting system using an ESS according to an exemplary embodiment of the present invention.
이어지는 상세한 설명에서 사용된 특정의 용어는 편의를 위한 것이지 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. "우", "좌", "상" 및 "하"의 용어들은 참조가 이루어진 도면들에서의 방향을 나타낸다. "내측으로" 및 "외측으로"의 용어들은 각각 지정된 장치, 디바이스, 시스템 및 그 부재들의 기하학적 중심을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. "전방", "후방", "상방", "하방" 및 그 관련 용어들 및 어구들은 참조가 이루어진 도면에서의 위치들 및 방위들을 나타내며 제한적이어서는 아니된다. 이러한 용어들은 위에서 열거된 단어들, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어들을 포함하는 개념이다. Certain terminology used in the detailed description that follows is for convenience only and does not limit the scope of the present invention. The terms “right”, “left”, “top” and “bottom” indicate directions in the drawings to which reference is made. The terms “inwardly” and “outwardly” refer to directions toward or away from the geometric center of the designated apparatus, device, system, and members thereof, respectively. “Anterior”, “rear”, “above”, “below” and related terms and phrases indicate positions and orientations in the drawing to which reference is made and are not intended to be limiting. These terms are concepts including the words listed above, derivatives thereof, and words with similar meanings.
도 1은 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따른 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템의 개략적 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an independent solar lighting system using an ESS according to a preferred exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템(100)은 2개 이상의 조명 디바이스들(10), 조명 디바이스들(10)의 개별 폴(pole)들(12)로부터 이격되도록 지명에 설치되는 하나 이상의 태양전지 패널들(20), 태양전지 패널들(20)로부터 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있도록 태양전지 패널들(20)에 전기적으로 연결되고 조명 디바이스들(10)의 각각의 발광부(14)에 전력을 공급할 수 있도록 지면에 설치된 에너지 저장 시스템(ESS)(30)을 구비한다. Referring to FIG. 1 , a stand-alone
각각의 조명 디바이스(10)는 지면에 설치되는 폴(12)과 폴(12)의 끝단에 마련된 발광부(14)를 포함한다. 조명 디바이스들(10)은 도로 또는 가로의 양측에 예를 들어 10개씩 모듈 형태로 구성될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 조명 디바이스(10)의 폴(12)의 상단에는 발광부(14)만 설치되고 태양전지 패널(20)이 설치되지 않는다. 따라서, 조명 디바이스(10)는 태양전지 패널(20)이 설치되어 있지 않은 종래의 라이팅 시스템의 조명 디바이스를 그대로 활용하여 태양광 라이팅 시스템을 구현할 수 있는 이점을 가진다. Each
상기 태양전지 패널들(20)은 전술한 바와 같이, 조명 디바이스(10)의 각각의 폴(12)로부터 이격된 지면에 별도의 모듈 형태로 설치된다. 각각의 태양전지 패널(20)은 광기전 효과(photovoltaic effect)를 이용하여, 태양으로부터 오는 빛을 전기 에너지로 변환시키기 위한 태양 전지(solar cell) 디바이스이다. 태양전지 패널(20)은, 본 실시예의 경우, 예컨대, 310W(32V) 태양광 패널 10개(직렬 2개×병렬 5개)를 연결하여 대략 3.1kW(64V)의 전력(예, 12.4kWh의 발전량)을 생산할 수 있도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 태양전지 패널들(20)의 전기적 연결 구성은 사용되는 조명 디바이스들(10)의 개별 발광부(14)의 출력 전압 또는 조명 디바이스들(10)의 갯수에 따라 변경될 수 있음은 당업자가 충분히 이해할 수 있을 것이다.The
일 실시예에서, 태양전지 패널(20)은, 후술하는 바와 같이, ESS(30)의 상단에 경사진 루프 형태로 설치될 수 있다. In one embodiment, the
상기 ESS(30)는 전술한 바와 같이, 태양전지 패널들(20)로부터 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있도록 태양전지 패널들(20)에 전기적으로 연결되고 조명 디바이스들(10)의 각각의 발광부(14)에서 사용될 전력을 공급할 수 있도록 조명 디바이스들(10)로부터 이격되고 조명 디바이스들(10)의 폴들(12)의 실질적인 중앙 위치의 지면에 설치된다. 또한, ESS(30)는 재활용 이차 전지 예를 들어, 다수의 폐배터리 팩들, 바람직하게 전기차용 폐배터리 팩들로 구성된다. 이러한 다수의 패폐터리 팩들은 별도로 제작되는 케이스(미도시) 내부에 수납되는 것이 바람직하다.The ESS 30 is electrically connected to the
일 실시예에서, ESS(30)는, 방전 전압 테스터기를 이용하여 소정 전류값(예, 100 암페어) 이상의 폐배터리 팩을 소정 시간(예, 10초) 방전시 방전 전압값이 소정값(예, 9v) 이상이고 동일한 방법으로 다수회(예, 7회) 반복적으로 테스트할 경우 동일한 전압값이 유지되는 예를 들어, 전기차용 폐배터리 팩일 수 있다. 이러한 ESS(30)는 다수의 전기차용 폐배터리 팩들 중에서 재활용할 수 있는 폐배터리인지 여부를 선별함으로써, 산과 이온화가 큰 금속이 반응하여 화학에너지를 전기에너지로 만들수 있는 공간 매체로서의 적격성을 가진 이차 전지를 활용함으로써, 내부 셀판이 단락되거나 약화 상태의 셀판이 재사용 중에 손상될 경우 방전시 산화 반응에 의해 발생된 전자 이온들이 이동되지 않게 됨으로 적정한 전압이 형성될 수 없고 또한 충전시 충전 전기가 적절하게 공급이 되지 않아 해당 셀에서 증류수가 전기 분해되지 않음으로 환원 반응이 일어날 수 없는 등의 문제점을 최소화시키기 위한 것이다.In one embodiment, the
일 실시예에서, ESS(30)는 테스트기를 통해 측정된 재사용 성능에 기반하여 그 사용 용도에 부합하는 배터리 용량 및 저항값은 전기차에 제공되는 배터리의 용량의 예를 들어, 70-85%(예, 19.2kW 규모의 저장량) 이하이고, 5 밀리옴(mohm) 이상이다. In one embodiment, the
다른 실시예들에서, ESS(30)는 전기차용 폐배터리 팩 이외에 예를 들어, 골프용 전동 카트, 산업용 전기 차량, 전기 오토바이크 등과 같이 이차 전지들이 요구되는 제품의 전력 범위 미만으로 낮아져서 그 제품에 사용할 수 없지만 여전히 그 보다 낮은 출력을 요하는 다른 제품에 사용가능한 예컨대, 전동 모빌리티용 재생 배터리와 같은 이차 전지를 포함할 수 있다. In other embodiments, the
본 발명의 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템(100)은, ESS(30)로부터 공급되는 전력을 모듈 내의 모든 조명 디바이스들(10)의 발광부(14)로 각각 분배할 수 있도록 구성된 분전함(40)을 더 구비한다.The independent
일 실시예에서, 분전함(40)은 분전반으로서도 명명될 수 있는 것으로서, 예컨대, CDMA 통신 방식을 이용하여 중앙 관제 시스템과 통신 연결됨으로써, 중앙 관제 시스템의 관제 프로그램에 따라 CDMA 기간 이동 통신망을 경유한 CDMA 제어 신호를 통해 각각의 조명 디바이스(10)를 제어 및/또는 감시되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the
또한, 분전함(40)은 태양광 라이팅 시스템(100)이 설치되는 위치 정보에 의해, 조명 디바이스들(10)을 모듈별, 및/또는 지역별 및/또는 지리적으로 구분하여 관리될 수 있게 하고, 이러한 위치 정보의 등록, 삭제, 또는 수정이 용이하도록 시스템이 설계될 수 있다. 이 경우, 지역/그룹별 관리자 등록 기능과 권한 설정 기능이 제공되면 시스템(100) 및/또는 분전함(40)의 효율적인 관리가 가능하다. 또한, 중앙 관제 시스템은 ID별로 등록된 분전함(40)을 사용자가 생성한 그룹 또는 개별적인 제어 명령에 따라 관리를 수행할 수 있다.In addition, the
나아가, 분전함(40)은 사용자의 필요에 따라 관제 시스템으로부터 제공되는 웹페이지 사용자가 접속하여 등록된 분전함(40)에 실시간으로 관련된 설정을 변경함으로써 에너지 절약을 실현할 수 있다.Furthermore, the
분전함(40)은 각각의 조명 디바이스(10) 점등/소등 시간의 설정, 디밍 모드 및 디밍 시간의 설정, 강제 점/소등 기능, 서버 접속 간격을 조정할 수 있는 기능, 운영 모드를 변경할 수 있는 기능 등을 수행할 수 있도록 구성된다. 또한, 분전함(40)은 분기차단기 트립 감시 기능, 문열림 감시 기능, 분기차단기 누전 감시 기능, 정전 상태를 통보할 수 있는 기능을 포함하도록 구성될 수 있다.The
일 실시예에서, 전술한 기능들을 발휘하기 위해, 분전함(40)은 컨트롤러(50)를 구비한다. 컨트롤러(50)는 태양전지 패널들(20)과 ESS(30) 사이의 인터페이스 정보 및/또는 ESS(30)와 조명 디바이스들(10) 사이의 인터페이스 정보를 처리 및 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. In one embodiment, in order to exert the functions described above, the
컨트롤러(50)는 태양전지 패널(20)의 발전 전력, 조명 디바이스들(10)의 각각의 발광부(14)에 의한 부하의 소비 전력, 전력 수요 예측량 등을 기반으로 최대전력지점(Maximum Power Point Tracking)을 산출하고, 이에 따라 예를 들어, 8kW의 인버터를 PWM 제어할 수 있도록 예를 들어, 60A급 MPPT 컨트롤러를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 컨트롤러들로 구성될 수 있다.The
또한, 컨트롤러(50)는 태양전지 패널들(20)의 발전 전력, 조명 디바이스들(10)의 소비 전력, 및 ESS(30)의 충전 전력을 기반으로 배터리 제어의 동작 모드를 수시 조정할 수 있다. 즉, 잉여 전력이 발생하였거나 ESS(30)의 충전 전력이 임계치 이하가 되는 경우에는 배터리 제어가 배터리 충전 모드로 구동되도록 하고, 부족 전력이 발생하는 경우에는 배터리 제어가 배터리 방전 모드를 구동되도록 한다. 특히, 소프트 스타터 기능을 탑재하여, 충,방전시의 급격한 변동을 방지할 수도 있도록 한다.In addition, the
또한, 컨트롤러(50)는 시스템(100)을 통해 수집 및 생성되는 모든 정보를 파악하고, 이를 사용자에게 시청각적으로 알려줄 수 있도록 구성된 모니터(미도시)를 더 구비한다. 모니터는 예를 들어, 태양전지 패널들(20)의 에너지 생산 전력, 조명 디바이스들(10)의 소비 전력, 예컨대 폐배터리 팩 각각의 배터리 상태, 폐배터리 팩 각각의 충전 또는 방전량 등과 같이 ESS(30)의 동작 모드를 모니터링하여 사용자에게 시,청각적으로 안내할 수 있다. 또한, 모니터는 시스템을 통해 수집 및 생성되는 모든 정보를 기반으로 고장 발생 여부를 확인 및 이것을 사용자에게 통보할 수 있도록 구성된다. In addition, the
또한, 컨트롤러(50)는 사용자 입력 수단(미도시)을 더 구비하고, 이를 통해 사용자가 수동 입력하는 각종 제어값에 따라 시스템의 구동 환경을 조정할 수도 있다. 예를 들어, ESS(30)의 구동을 일시 중지하거나, ESS(30)의 동작 모드를 강제 변경하거나, 전력 수요 예측량을 설정 또는 변경하는 등의 동작을 수행할 수 있다.In addition, the
일 실시예에서, 본 발명의 ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템(100)은, ESS(30)의 에러 발생시 또는 완전 방전시 조명 디바이스들(10)을 구동할 수 없는 비상 상황이 발생할 경우 조명 디바이스들(10)을 상용 전력 계통(80)으로 연결시킬 수 있도록 구성된 스위치(60)를 더 포함한다. 이러한 스위치(60)는 정상 상태에서는 ESS(30)가 분전함(40)을 통해 조명 디바이스들(10)의 발광부(14)로 전력을 공급시킬 수 있지만, ESS(30)가 고장나거나 완전 방전될 경우, 수동 또는 자동으로 분전함(40)의 입력을 상용 전력 계통(80)으로 절환하기 위한 것이다. 이 경우, 시스템(100)은 상용 전력 계통(80)의 교류 전력을 직류로 변환시키기 위한 인버터(70)를 더 구비한다. In one embodiment, the stand-alone
일 실시예에서, 분전함(40), ESS(30), 및 태양전지 패널들(20)은 예컨대, 별도의 프레임(90)에 의해 구획되어 도난, 파손 등으로부터 보호될 수 있다.In an embodiment, the
본 발명에 따른 ESS를 이용한 태양광 라이팅 시스템(100)은 다수(예, 10개)의 가로등들 또는 보안등들을 포함하는 조명 디바이스들(10)을 이로부터 이격된 장소에 위치되는 하나의 ESS(30)와 태양전지 패널들(20)을 이용하여 구동할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 ESS를 이용한 태양광 라이팅 시스템(100)은 종래의 상용 전력 계통(80)에 전기적으로 연결된 종래의 가로등과 보안등과 같은 다수의 조명 디바이스들을 조명하기 위해 사용될 수도 있고, 상용 전력 계통(80)이 설비되어 있지 않는 섬 지역, 신설되는 교량, 산악 지대 등에 신규의 조명 디바이스들(10)을 설치하는 경우에 활용될 수 있다.The
전술한 상세한 설명 및 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 한편, 첨부된 청구범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 기술적 사상 및 권리 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 부가물, 변형물, 조합들 및/또는 대체물들이 만들어 질 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 본 발명은 다른 요소들, 물질들, 성분들을 이용하여 본 발명의 사상 또는 필수적 특징들로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 특정한 형태, 구조, 배열, 비율들로 구현될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 본 발명의 원칙을 벗어나지 않는 한 특정의 환경 및 작동 조건들에 특히 적합하도록 개조된 구조, 배열, 비율, 물질, 성분의 많은 변형과 함께 본 발명이 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 설명된 특징들은 단독적으로 사용될 수도 있고 다른 특징들과 조합하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 실시예와 관련하여 설명된 특징들은 다른 실시예에서 설명된 특징들과 함께 및/또는 상호 교체되어 사용될 수 있다. 따라서, 현재 개시된 실시예들은 모든 면에서 제한적이 아닌 예시적이고 설명적인 것으로 간주되어야 하며, 발명의 권리범위는 첨부된 청구범위에 의해 표시되며, 전술한 상세한 설명에 한정되어서는 아니된다.While the foregoing detailed description and drawings represent preferred embodiments of the present invention, various additions, modifications, combinations and/or It should be understood that substitutes can be made. In particular, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms, structures, arrangements, and proportions using other elements, materials, and components without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. . It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be used with many modifications of structure, arrangement, proportions, materials, and components adapted particularly to suit particular environmental and operating conditions without departing from the principles of the present invention. Also, the features described herein may be used alone or in combination with other features. For example, features described in connection with one embodiment may be used with and/or interchangeably with features described in another embodiment. Accordingly, the presently disclosed embodiments are to be regarded in all respects as illustrative and illustrative rather than restrictive, and the scope of the invention is indicated by the appended claims and not limited to the foregoing detailed description.
첨부된 청구범위의 넓은 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 다양한 변형들 및 변경들이 가능함을 당업자는 이해할 것이다. 이러한 것들의 일부는 예시적으로 위에서 논의되었으며 다른 일부들은 당업자에게 명백할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations of the present invention are possible without departing from the broad scope of the appended claims. Some of these have been discussed above by way of example and others will be apparent to those skilled in the art.
10...조명 디바이스 12...폴
14...발광부 20...태양전지 패널
30...ESS 40...분전함
50...컨트롤러 60...스위치
70...인버터 80...상용 전력 계통
90...프레임10...Lighting
14...
30...
50...
70...
90...frame
Claims (10)
지면에 설치되는 폴(pole) 및 폴의 끝단에 마련된 발광부를 각각 포함하는 2개 이상의 조명 디바이스들;
상기 폴로부터 이격되도록 지면에 설치된 하나 이상의 태양전지 패널들;
상기 태양전지 패널들로부터 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있도록 상기 태양전지 패널들에 전기적으로 연결되고 상기 발광부에 전력을 공급할 수 있도록 지면에 설치된 에너지 저장 시스템(ESS)을 구비하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
As an independent solar lighting system using ESS,
two or more lighting devices each including a pole installed on the ground and a light emitting unit provided at an end of the pole;
one or more solar cell panels installed on the ground to be spaced apart from the pole;
Independent using ESS, having an energy storage system (ESS) installed on the ground so as to be electrically connected to the solar panel to store the electrical energy produced from the solar panel and to supply power to the light emitting unit Solar lighting system.
상기 ESS로부터 공급되는 전력을 상기 2개 이상의 조명 디바이스들 각각으로 분배할 수 있도록 구성된 분전함을 더 구비하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 1,
Independent solar lighting system using ESS, further comprising a distribution box configured to distribute the power supplied from the ESS to each of the two or more lighting devices.
상기 분전함은, 상기 태양전지 패널들과 상기 ESS 사이의 인터페이스 정보 및/또는 상기 ESS와 상기 조명 디바이스들 사이의 인터페이스 정보를 처리 및 제어할 수 있도록 구성된 컨트롤러를 더 구비하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 2,
Independent solar power using ESS, the distribution box further comprising a controller configured to process and control interface information between the solar cell panels and the ESS and/or interface information between the ESS and the lighting devices lighting system.
상기 조명 디바이스들은 2개 내지 10개의 폴들과 발광부들을 포함하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 1,
A standalone solar lighting system using an ESS, wherein the lighting devices include 2 to 10 poles and light emitting units.
상기 ESS의 에러 또는 완전 방전 시, 상기 조명 디바이스들을 상용 전력 계통으로 연결시킬 수 있도록 구성된 스위치를 더 포함하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 1,
In the event of an error or complete discharge of the ESS, the independent solar lighting system using the ESS further comprising a switch configured to connect the lighting devices to a commercial power system.
상기 상용 전력 계통으로부터 공급되는 교류 전력을 직류로 변환시키기 위한 인버터를 더 구비하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 5,
Independent solar lighting system using ESS, further comprising an inverter for converting AC power supplied from the commercial power system to DC.
상기 2개 이상의 조명 디바이스들은 상기 상용 전력 계통에 의해 구동되는 종래의 가로등 또는 보안등을 이용하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 5,
The two or more lighting devices are a standalone solar lighting system using an ESS, using a conventional street light or security light driven by the commercial power system.
상기 ESS는 미리결정된 용량을 가진 전기차용 폐배터리 또는 골프 카트 등을 포함하는 전동 모빌리티용 재생 배터리를 포함하는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 1,
The ESS is an independent solar lighting system using an ESS, including a regenerative battery for electric mobility including a waste battery for an electric vehicle or a golf cart having a predetermined capacity.
상기 태양전지 패널들은 상기 ESS의 상단에 설치되는, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.
In claim 1,
The solar panel is installed on top of the ESS, an independent solar lighting system using the ESS.
상기 조명 디바이스들의 발광부는 LED로 구성된 가로등 또는 보안등인, ESS를 이용한 독립형 태양광 라이팅 시스템.In claim 1,
The light emitting part of the lighting devices is a street light or a security light composed of LEDs, an independent solar lighting system using an ESS.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200116411A KR102406741B1 (en) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | Stand-alone solar lighting system utilizing ess |
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KR1020200116411A KR102406741B1 (en) | 2020-09-10 | 2020-09-10 | Stand-alone solar lighting system utilizing ess |
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KR20220033934A true KR20220033934A (en) | 2022-03-17 |
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ID=80936215
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023102624A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | Redunled Comércio De Equipamentos E Serviços De Elétrica E Iluminação Sustentáveis Ltda Me | Improvement to rectifier for charging led lamps (smart lighting); rectifier for charging led lamps (smart lighting) and use thereof |
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KR101598063B1 (en) | 2015-08-19 | 2016-02-26 | 주식회사 한국리레이 | Photovoltaic power generating streetlight |
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2020
- 2020-09-10 KR KR1020200116411A patent/KR102406741B1/en active IP Right Grant
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