KR20240031597A - 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 무선방식으로 통신하는 다수의 태양광 발전 블라인드로부터의 전력 생산량을 원격 모니터링함은 물론 통합 관리가 가능하도록 한 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 건축물의 창문에 설치되어 태양광에 의해 발전하는 태양광 발전 블라인드; 상기 발전 블라인드로부터 생산된 전력을 교류전원으로 변환하는 인버터; 상기 인버터로부터 변환된 교류전원을 송전하거나 분배시키는 수배전반; 상기 태양광 발전 블라인드, 인버터, 수배전반으로부터 전력량 관련 데이터를 수집하는 RTU(Remote Terminal Unit); 상기 RTU로부터 수집된 데이터를 인터넷을 통해 무선전송하는 무선통신모듈; 상기 무선통신모듈로부터 전송된 데이터를 수신받아 각 블라인드별 전력 생산량, 각 세대별 전력 사용량을 모니터링하는 제어반;으로 구성된다.

Description

태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템{Electric power system using the solar power generation blind}

본 발명은 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 무선방식으로 통신하는 다수의 태양광 발전 블라인드로부터의 전력 생산량을 원격 모니터링함은 물론 통합 관리가 가능하도록 한 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템에 관한 것이다.

창문이 위치하는 실내에 설치되는 통상의 베네시안 블라인드는 복수의 차양날개 즉 차양슬랫이 상하방향으로 다단으로 위치하고, 상하방향으로 접철이 가능한 구조를 가지면서 틸팅 조작에 의해 각 슬랫의 각도가 서로 동일하게 변화됨으로써 차광을 하게 된다.

근래에는 이러한 블라인드의 슬랫을 태양광에 의해 발전하는 태양광 패널로 형성함으로써 차광은 물론 태양광 발전장치로 사용하는 경우가 많다.

그 일예로서, 등록특허 제10-2286248호(태양광 블라인드)에서는,

고정틀;

고정틀의 하측에 서로 이격되게 배치되면서 태양광 패널로 된 복수 개의 제1슬랫을 포함하는 제1블라인드부;

제1블라인드부의 하측에 차례로 배열되면서 태양광 패널로 된 복수 개의 제2슬랫을 포함하는 제2블라인드부;

제1 및 제2블라인드부를 승강시키도록 마련된 승강줄;

제1블라인드부 슬랫의 틸팅 각도를 조절하도록 마련된 제1틸팅줄; 및

제2블라인드부 슬랫의 틸팅 각도를 조절하도록 마련된 제2틸팅줄; 을 포함하며,

제1슬랫의 폭은 제2슬랫의 폭 보다 넓게 마련되고,

제1및 제2슬랫 각각의 길이방향 양 측단에 설치되어 제1및 제2블라인드부의 승강 및 틸팅 각도를 조절하기 위해 승강줄 및 제1틸팅줄 또는 제2틸팅줄을 연결하도록 마련된 연결수단을 포함하며,

연결수단은, 각각의 슬랫 양 측단에 설치되는 고정부재 및 고정부재에 회동 가능하게 결합되는 회동부재를 포함하고,

제1 및 제2틸팅줄 각각은, 고정부재의 폭 방향 양측에 배치되는 한 쌍의 수직부 및 고정부재의 저면, 또는 상면과 저면을 감싸도록 한 쌍의 수직부 사이를 연결하는 수평부를 가지며,

고정부재는, 제1 및 제2슬랫의 양 측단에 각각 끼움 결합되도록 마련된 결합홈부 및 제1틸팅줄 또는 제2 틸팅줄의 수평부가 안착 고정되도록 마련된 설치홈부를 포함하여 구성되어 있다.

따라서, 복수의 슬랫에 의해 차광은 물론 태양광에 의한 전력생산이 가능하게 된다.

그런데, 이러한 종래 기술에 따른 태양광 블라인드는 각 블라인드로부터 발전된 전력을 해당 세대, 사무실 등에서만 사용하는 구조로서, 건축물에 설치된 각 태양광 블라인드로부터 생산되는 전력량, 작동상태, 블라인드의 슬랫 제어 등의 모니터링 및 통합 관리가 어려운 단점이 있다.

즉, 각 불라인드로부터 발전된 전력은 해당 세대 또는 사무실에서만 사용할 수 있게 되고, 일조량이 작아서 발전량이 상대적으로 작게 발전되는 세대 또는 사무실에서는 큰 효과를 볼 수 없게 된다.

또한, 통상적으로 태양광 블라인드는 창문이 위치하는 실내에 설치됨으로써 사용자가 승강줄과 틸팅줄을 조절하여 적절한 차광이 이루어질 수 있도록 하고, 동시에 발전이 가능하도록 하지만, 태양광 블라인드가 실내에 설치된 경우에는 유리창에 의해 태양광의 일부분이 차단됨으로써 발전효율이 크게 높지 않은 단점이 있다.

즉, 유리창이 태양광을 차단막으로 작용하게 되어 발전효율이 그만큼 저하되고, 또한 유리창에 차광을 위한 코팅이 되어 있거나 또는 필름이 부착된 경우에는 더욱 발전효율이 저하되는 단점이 있는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 창문이 위치하는 외측 즉, 옥외에 태양광 발전 블라인드를 설치하여 차광은 물론 발전효율을 크게 높일 수 있도록 함이 바람직한데, 이러한 경우에는 실내에서 슬랫을 접거나 각도를 변경하기가 매우 곤란하다.

즉, 승강줄과 틸팅줄이 실내에 구비되어 있어야 슬랫을 접철하거나 각도를 변경할 수 있지만, 이러한 경우에는 승강줄과 틸팅줄을 실내로 유입시켜야 하는 복잡한 구조를 가지게 된다.

물론, 슬랫의 각도를 유지하도록 고정시키고, 접철되지 않는 구조에 의해 태양광 발전 블라인드를 옥외에 설치할 수도 있지만, 이러한 경우에는 계절에 따른 태양의 높이에 따라 상측의 슬랫에 의해 하측의 슬랫에 음영이 발생함으로써 충분한 발전이 이루어지지 못하는 단점이 발생한다.

<선행기술문헌>

1. 대한민국 등록특허 제10-2286248호

(태양광 블라인드)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 무선통신에 의해 블라인드로부터 발전된 전력량을 원격지에서 모니터링하고, 또한 원격제어가 가능하도록 하며, 각 블라인드로부터 발전된 전력을 통합관리할 수 있도록 한 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 태양광 발전 블라인드를 창문이 위치하는 옥외에 설치하고, 태양의 높낮이에 따라 블라인드 프레임 전체가 회전함과 동시에 각 슬랫의 경사각도도 자동으로 조절됨으로써 차광은 물론 최대의 발전효율을 가지도록 한 옥외설치형 태양광 발전 블라인드를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템은,

건축물의 창문에 설치되어 태양광에 의해 발전하는 태양광 발전 블라인드;

상기 발전 블라인드로부터 생산된 전력을 교류전원으로 변환하는 인버터;

상기 인버터로부터 변환된 교류전원을 송전하거나 분배시키는 수배전반;

상기 태양광 발전 블라인드, 인버터, 수배전반으로부터 전력량 관련 데이터를 수집하는 RTU(Remote Terminal Unit);

상기 RTU로부터 수집된 데이터를 인터넷을 통해 무선전송하는 무선통신모듈;

상기 무선통신모듈로부터 전송된 데이터를 수신받아 각 블라인드별 전력 생산량, 각 세대별 전력 사용량을 모니터링하는 제어반;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 발전 블라인드는 상기 제어반으로부터 전송되는 제어명령을 상기 무선통신모듈을 통해 수신받아 수신된 제어명령에 의해 동작하는 것을 특징으로 한다.

상기 태양광 발전 블라인드는,

창호프레임 옥외측에서의 힌지결합을 위하여 후면 상측에 힌지부가 구비된 프레임;

상기 프레임에서 상하방향으로 서로 이격되게 복수개가 설치되며, 태양광 패널로 된 슬랫;

상기 슬랫의 승강 및 하강을 위한 승강줄

상기 슬랫의 틸팅을 위한 틸팅줄;

상기 프레임의 후면 하측에 구비되고, 상기 창호프레임으로부터 상기 프레임을 회전시켜 경사각도를 조절하도록 액츄에이터가 구비된 경사조절부;

상기 슬랫으로부터 발생된 전류값을 센싱하는 전류센서;

상기 전류센서로부터 센싱된 전류값에 의해 상기 틸팅줄와 상기 경사조절부의 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는

모드설정부를 통해 제1모드가 설정되면, 상기 제어명령에 포함된 상기 승강줄 및 틸팅줄, 그리고 액츄에이터의 제어값에 의해 승강줄 구동부, 틸팅줄 구동부, 그리고 액츄에이터를 제어하고,

제2모드가 설정되면, 승강줄 구동부를 제어하여 슬랫이 펼쳐지도록 제어한 다음 상기 프레임과 슬랫이 최대가동범위까지 회전 및 틸팅하도록 상기 액츄에이터와 틸팅줄 구동부를 제어하면서 회전 및 틸팅 시 상기 전류센서에 의해 센싱된 전류값이 최대가 되는 위치에서 상기 틸팅줄 구동부와 액츄에이터의 제어를 중지시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는 상기 제2모드 수행 중 상기 승강줄 구동부를 제어하는 동작을 제외한 제2모드를 일정시간마다 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는 상기 슬랫이 펼쳐진 상태에서 상기 전류센서로부터 센싱된 전류값이 급격히 감소되면, 경보부를 통해 경보를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 태양광 발전 블라인드로부터의 전력 생산량을 원격 모니터은 통합 관리가 가능하게 됨으로써 양질의 태양광 발전 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다.

또한, 태양광 발전 블라인드를 옥외에 설치하고, 또한 슬랫으로부터 최대 전류값이 발생하도록 슬랫과 프레임의 각도를 조절함으로써 발전효율이 극대화되는 장점은 물론 이에 따른 양질의 전력공급도 가능해진다.

아울러, 센싱된 전류값이 급격히 감소되는 경우에는 외부인의 침입 또는 외력에 의해 슬랫이 손상된 경우이므로, 경보를 발생하도록 함으로써 보안장치로서의 역할을 하는 장점도 갖는다.

도1은 본 발명에 의한 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템을 구조를 보인 도.
도2는 태양광 발전 모니터링 화면의 예시를 보인 도.
도3은 태양광 발전 블라인드의 구조를 보인 도.
도4는 경사조절부를 저면에서 보인 도.
도5는 경사조절부의 접철바가 힌지결합된 부위에서의 유격 상태를 보인 도.
도6은 본 발명의 구동상태를 보인 도.
도7은 본 발명을 제어하기 위한 회로 블럭도.
도8은 전류센서에 의해 센싱된 전류값이 급격히 감소되는 상태를 보인 그래프.

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.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도1은 본 발명에 의한 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템을 구조를 보인 도이고, 도2는 태양광 발전 모니터링 화면의 예시를 보인 도이다.

도1에서와 같이 본 발명은, 크게 태양광 발전 블라인드(1), 인버터(2), 수배전반(3), RTU(4), 무선통신모듈(5), 제어반(8)로 구성되어진다.

상기 태양광 발전 블라인드(1)는 건축물의 창문에 설치됨으로써 태양광에 의해 발전하는 것으로서, 일반적인 블라인드와 같이 슬랫이 승강 및 틸팅함으로써 태양광을 차단하는 기능은 물론 슬랫이 태양광 패널로 되거나 또는 태양광 패널이 장착되어 태양광 발전을 행하도록 하는 구조를 가지게 된다.

이러한 태양광 발전 블라인드(1)는 다양한 형태의 블라인드 구조를 가질 수 있으며, 본 발명에서 적용된 태양광 발전 블라인드(1)의 구조에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 태양광 발전 블라인드(1)에는 발전된 전력량을 확인하는 계량수단, IoT 통신을 위하여 와이파이, LoRa(Long Rang), 블루투스 등의 무선통신수단이 장착되어 있게 된다.

상기 인버터(2)는 상기 태양광 발전 블라인드(1)로부터 발전된 직류 전원을 송전하기 위한 전원인 교류전원으로 변환하는 것으로서, 이러한 인버터(2)에도 마찬가지로 변환된 전력량을 확인하는 계량수단, 그리고 IoT 통신을 위하여 와이파이, LoRa(Long Rang), 블루투스 등의 무선통신수단이 장착되어 있게 된다.

상기 수배전반(3)은 상기 인버터(2)로부터 변환된 교류전원을 원격지로 송전하고, 또한 건물 내의 각 세대에게 분배시켜 공급하는 것으로서, 이 또한 송전량을 확인하기 위한 계량수단과 무선통신수단이 구비되어 있게 된다.

상기 RTU(Remote Terminal Unit)(4)는 상기 태양광 발전 블라인드(1), 인버터(2), 수배전반(3)의 무선통신수단과 통신하여 전력량 관련 데이터를 수집하게 되고, 그 데이터를 무선통신모듈(5)로 출력하게 되며, 또한 원격의 제어반(8)으로부터 제공되는 제어명령을 태양광 발전 블라인드(1)에 제공하게 된다.

이러한 전력량 관련 데이터는 상기 태양광 발전 블라인드(1)로부터 발전되는 전력량의 데이터가 될 수 있을 것이고, 인버터(2)의 경우에는 태양광 발전 블라인드(1)로부터 제공되는 직류전원을 교류전원으로 변환하였을 때 그 실시간 변환효율에 대한 데이터일 수 있으며, 또한 수배전반(3)의 경우에는 송배전 상태에 대한 데이터일 수 있을 것이다.

물론, 상기에서 언급한 데이터 이외에 다양한 데이터가 RTU(4)에 수집되어 원격지의 제어반(8)으로 전송될 수 있게 된다.

상기 무선통신모듈(5)은 TCP/IP에 의해 인터넷과 접속할 수 있는 무선 IP 공유기 형태를 갖는 것으로서, 상기 RTU(4)로부터 제공되는 전력량 관련 데이터를 인터넷을 통해 클라우드 서버(7)로 제공함으로써 원격지의 제어반(8)이 이를 통해 원격 모니터링은 물론 통합관리가 가능하도록 한다.

상기 제어반(8)은 상기 클라우드 서버(7)로 전송된 전력량 관련 데이터를 수신받아 도2(a)에서와 같이 이를 모니터링하고, 또한 통합관리하며, 아울러 상기 태양광 발전 블라인드(1)를 제어할 수 있도록 한 제어명령을 제공하는 것이다.

전력량 관련 데이터의 모니터링은 태양광 발전 블라인드(1)의 경우에 일조방향에 따른 각 세대별 발전량, 각 건물별 발전량, 지역별 발전량에 대한 데이터일 수 있고, 인버터(2)의 경우에는 변환효율에 대한 데이터일 수 있으며, 수배전반(3)의 경우에는 상기 인버터(2)로부터 수전된 전력을 원격지로 송전하는 송전효율 및 건물의 각 세대에 배전하는 효율에 관한 데이터일 수 있을 것이다.

물론, 각 세대별, 건물별, 지역별 전력 소모량에 대한 데이터가 포함될 수 있으며, 이러한 모니터링에 의해 전력 수요가 작은 세대, 건물, 지역의 전력을 상대적으로 전력 수요가 많은 세대, 건물, 지역에 공급할 수 있도록 통합관리가 가능해지는 것이다.

또한, 상기 제어반(8)은 태양광 발전 블라인드(1)의 발전 효율을 극대화하기 위하여 슬랫의 승하강 및 틸팅 각도를 제어하기 위한 제어명령을 인터넷(6)과 무선통신모듈(50), 그리고 RTU(4)를 통해 태양광 발전 블라인드(1)로 인가할 수 있고, 태양광 발전 블라인드(1)의 전력량 생산성의 현격한 저하, 고장 등이 발생시 알람을 발생할 수 있게 된다.

이러한 제어반(8)의 모니터링과 통합관리 데이터는 인터넷(6)을 통해 각 사용자 단말기(9) 즉, 태양광 발전 블라인드(1)가 설치된 세대 또는 건물의 사용자 단말기로 전송되는데, 이러한 사용자 단말기는 스마트폰, 태블릿, PC 등 다양한 단말기일 수 있다.

도2(b)는 각 사용자 단말기(9)에 표시되는 전력량 관련 모니터링 화면을 보인 것이다.

또한, 상기 제어명령은 관리자가 직접 수동으로 입력할 수 있으며, 또 다르게는 각 태양광 발전 블라인드(1)의 설치 위치, 태양의 고도, 시간과 계절별 태양의 경로 및 위치에 대한 정보가 미리 데이터베이스화 되어 그 데이터베이스에 의해 태양광 발전 블라인드(1)가 태양광을 최대한 많이 받을 수 있는 방향을 추종하도록 하는 자동명령일 수 있다.

이를 위해 각 태양광 발전 블라인드(1)는 GPS가 장착되어 그 위치와 방향, 그리고 고도 정보를 제어반(8)으로 제공함으로써 그 GPS 정보에 의해 태양을 추종하도록 제어할 수 있을 것이다.

그리고, 제어반(8)은 각 태양광 발전 블라인드(1)의 주기별 유지보수 정보를 저장함으로써 이러한 유지보수 정보는 인터넷(6)과 무선통신모듈(5)을 통해 관리자 단말기(10)로 제공된다.

한편, 본 발명에서 적용된 태양광 발전 블라인드(1)는 도3에 도시된 바와같이, 프레임(100)이 창호프레임(20)의 옥외측에서 상하방향으로 회전이 가능하게 설치되어 지향각도가 조절되고, 이러한 프레임(100)을 동력에 의해 회전시키기 위한 경사조절부(200)로 구성되어 있다.

상기 프레임(100)은 사각의 틀 형태로 되고, 안쪽으로는 일반적인 블라인드와 같이 복수의 슬랫(110)이 승강줄(120)과 틸팅줄(130)에 지지되어 상하방향으로 복수개가 서로 이격되어 설치되어 있으며, 이러한 슬랫(110)은 외측을 바라보는 면에 태양광 패널이 부착되거나 또는 슬랫(110) 자체가 태양광 플랫으로 형성될 수 있다.

상기 승강줄(120)은 프레임(100)의 상부 내측에 구비된 드럼(도시하지 않음)에 권취된 상태이며, 이러한 드럼은 모터의 순방향 및 역방향 구동에 의해 슬랫(110)을 승강시켜 접철시키거나 또는 하강시켜 펼칠 수 있도록 한다.

또한, 상기 틸팅줄(130)도 마찬가지로 프레임(100)의 상부 내측에서 드럼에 권취되어 있으며, 드럼과 직결된 모터의 순방향 및 역방향 구동에 의해 틸팅 각도가 조절되는 구조를 가지고 있다.

이러한 승강줄(120)과 틸팅줄(130)의 제어에 의해 슬랫(110)의 접철 및 틸팅각도를 조절하는 구조는 공지의 기술인 등록특허 제10-2259305호(우드 또는 알루미늄 슬랫을 갖는 블라인드), 등록특허 제10-0728938호(블라인드) 등의 구조를 이용하거나 이로부터 적절히 변형된 구조를 이용할 수 있을 것이다.

상기 슬랫(110)을 승강시키고 틸팅시키기 위한 구조로서, 승강줄과 틸팅줄 대신에 별도의 모터, 전기 실린더 등의 액츄에이터로 대신할 수 있으며, 본 발명에서는 승강줄(120)과 틸팅줄(130)에 의해 승강 및 틸팅이 이루어지는 구조는 하나의 예로서 기술한 것일 뿐이다.

따라서, 슬랫(110)을 승강시키고 틸팅시키는 구조는 공지의 다양한 구조를 이용할 수 있을 것이며, 이러한 경우에 승강줄(120)은 승강부로, 틸팅줄(130)은 틸팅부로 명칭될 것이다.

상기 프레임(100)을 상하방향으로 회전시키기 위하여 프레임(100)의 후면 상측부위 양측에는 창호프레임(20)에 설치되는 힌지(21)와 힌지결합되기 위한 힌지부(101,102)가 각각 형성되어 있으며, 후면 하측에는 상기 힌지부(101,102)를 매개로 하여 프레임(100)을 상측방향으로 회전시켜 태양이 위치하는 방향을 지향하도록 회전시켜 경사각도를 조절하는 경사조절부(200)가 구비되어 있다.

상기 경사조절부(200)는 동력에 의해 접철이 가능한 구조를 가지게 되는데, 도4에서와 같이 한 쌍의 제1접철바(231)와 제2접철바(232)가 'X'형태로 교차되어 형성되고, 그 접철바(231,232)의 일단부들은 프레임(100)의 후면에서 가로방향으로 고정된 프레임고정부(220)에 힌지(H2,H4)를 매개로 고정되고, 또한 타단부들은 창호프레임(20)에 고정되는 창호고정부(210)에 형성된 힌지(H1,H3)를 매개로 하여 고정된 구조를 갖는다.

또한, 상기 제1접철바(231) 또는 제2접철바(232)에는 액츄에이터(240)의 일단부가 회전가능하게 힌지로 결합되고, 타단부는 창호고정부(210)에 힌지로 고정된 구조를 가지게 된다.

따라서, 이러한 액츄에이터(240)는 그 일예로서 압축과 신장이 가능한 전기실린더의 구조를 가지게 되는데, 액츄에이터(240)가 압축되는 경우에는 제1접철바(231)와 제2접철바(232)가 접철되면서 프레임(100)이 창호프레임(20) 방향 즉 후방으로 회전하여 지면과 수직하게 위치할 것이며, 액츄에이터(240)가 신장되는 경우에는 그 신장길이에 따라 프레임(100)의 전방으로 회전함으로써 태양을 향하는 방향을 지향하도록 경사각도가 조절될 것이다.

상기 경사조절부(200)의 구조는 상기에서 설명한 구조뿐만 아니라 동력에 의해 프레임(100)의 하측부위를 창호프레임(20)으로부터 이격시킴으로써 힌지부(101,102)를 매개로 하여 상측방향으로 회전할 수 있는 어떠한 구조를 가져도 무방하며, 본 발명에서 언급한 구조를 프레임(100)의 경사각도를 조절하기 위한 하나의 예를 든 것일 뿐이다.

또한, 상기 힌지(H1,H2,H3,H4)는 제1접철바(231)와 제2접철바(232)의 결합될 유격을 가지고 결합되는데, 도5은 힌지(H4)와 제2접철바(232)와의 힌지결합구조를 도시하였다.

즉, 힌지(H4)와 제2접철바(232)의 일단부가 서로 힌지결합할 때 충분한 유격을 형성함으로써 프레임(100)이 상측방향으로 회전할 때 힌지(H4)와 제2접철바(232)의 일단부가 서로 간섭을 회피하면서 좌우방향으로의 회전은 물론, 상하방향으로의 회전이 가능하게 된다.

물론, 프레임(100)의 최대회전각도는 20~30°정도이므로, 그 유격에 의해 충분히 프레임(100)이 상하방향으로 회전이 가능하게 되며, 이러한 힌지(H4)와 접철바의 결합구조는 다른 힌지(H1,H2,H3)의 결합에도 적용된다.

본 발명에서는 힌지(H1,H2,H3,H4) 형태를 일예로 들어 설명하였지만, 볼마운트 구조, 전후좌우 방향으로 회전할 수 있는 이중 힌지구조 등을 이용할 수 있을 것이다.

따라서, 도6에서와 같이 액츄에이터(240)의 압축과 신장에 의해 프레임(110)은 상부의 힌지부(101,102)를 매개로 하여 상측으로 회전하게 됨으로써 태양 방향을 지향하게 되는 것이다.

상기에서는 상기 프레임(100)이 힌지부(101,102)를 매개로 하여 액츄에이터(240)에 의해 상하방향으로 회전하는 것을 일예로 설명하였지만, 상기 힌지부(101,102)를 측방향에 구비시키고, 그 대향되는 위치의 반대편 측방향에 경사조절부(200)를 구비시켜 측방향을 향해 회전시키면서 태양 방향을 지향하도록 할 수 있을 것이며, 프레임(100) 자체를 태양의 추종이 가능하도록 회전시켜 경사를 이룰 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있을 것이다.

한편, 슬랫(110)이 태양광을 최대한 받음으로써 발전효율을 크게 증대시키기 위해서 프레임(110)의 경사각도와 슬랫(110)의 틸팅 각도를 자동으로 조절하게 된다.

이를 위하여, 본 발명은 제1모드와 제2모드로 구동하게 되는데, 슬랫(110)으로부터 태양광에 의해 생성된 전류는 인버터(2)로 제공되고, 상기 슬랫(110)과 인버터(2) 사이의 배선상에는 전류센서(310)가 설치되어 있다.

1) 제1모드

제어반(8)으로부터 제공되는 제어명령에 의해 제1모드가 설정되면, 상기 컨트롤러(300)는 통신부(350)를 통해 입력되는 제어명령에 의해 슬랫(110)의 틸팅각도와 프레임(100)의 경사각도를 조절하게 된다.

즉, 제어명령에 의해 슬랫(110)의 틸팅각도값과 프레임(100)의 경사각도값이 설정되면, 컨트롤러(300)는 이에 따라 틸팅 구동부(330)와 액츄에이터(240)를 제어하게 되고, 또한 모드설정부(350)를 통해 슬랫(110)을 승강 또는 하강시키고자 하는 경우에도 승강 구동부(320)를 제어하여 슬랫(110)을 접거나 펼칠 수 있도록 한다.

이러한 프레임(100)과 슬랫(110)의 회전 및 틸팅각도, 그리고 승하강은 액츄에이터(240)와 모터로 된 틸팅 구동부(330), 그리고 승강구동부(320)에 장착된 엔코더(340)에 의해 파악할 수 있게 되며, 컨트롤러(300)는 제어명령의 제어값과 현재 구동되고 있는 프레임(100)과 슬랫(110)의 회전 및 틸팅각도, 승하강 정도값이 서로 일치하게 되면, 그 위치에서 액츄에이터(240), 승강구동부(320), 틸팅구동부(330)의 제어를 중지함으로써 제어명령에 따른 구동을 완료하게 된다.

상기 통신부(350)는 상기에서 언급한 바와같이 IoT 통신을 위한 무선통신수단이 될 수 있다.

2) 제2모드

제어반(8)으로부터 제2모드가 설정되면, 컨트롤러(300)는 승강 구동부(320)를 구동시킴으로써 슬랫(110)이 완전히 펼쳐지도록 함과 동시에 액츄에이터(240)와 틸팅 구동부(330)를 제어하여 태양광이 슬랫(110)에 가장 많이 조사되어 전류값이 가장 큰 각도를 지향하도록 제어하게 된다.

예를 들면, 프레임(100)의 최대 회전각도인 30°범위내에서 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°각도로 회전하도록 액츄에이터(240)를 구동시키면서 각 회전각도에서 슬랫(110)을 상하방향으로 최대한 틸팅시키도록 틸팅 구동부(330)를 제어하게 된다.

즉, 컨트롤러(300)는 액츄에이터(240)와 틸팅 구동부(330)의 제어에 의해 프레임(100)의 회전각도가 5°일때 슬랫(110)의 상하방향 최대회전, 10°일때 슬랫(110)의 상하방향 최대회전, 15°일때 슬랫(110)의 상하방향 최대회전, 20°일때 슬랫(110)의 상하방향 최대회전, 25°일때 슬랫(110)의 상하방향 최대회전, 30°일때 슬랫(110)의 상하방향 최대회전시키게 되고, 각 회전각도에서 슬랫(110)이 틸팅할 때 전류센서(310)로부터 센싱된 전류값을 저장하게 된다.

이러한 프레임(100)과 슬랫(110)의 회전 및 틸팅각도는 액츄에이터(240)와 모터로 된 틸팅 구동부(330)에 장착된 엔코더(340)에 의해 파악할 수 있게 되고, 컨트롤러(300)는 프레임(100)과 슬랫(110)을 가동범위 내에서 최대한 구동하는 과정 중에 센싱된 각 전류값과 함께 각 전류값과 대응하는 프레임(100)의 회전각도값과 슬랫(110)의 틸팅값을 저장하게 되는 것이다.

이후, 컨트롤러(300)는 상기의 과정이 종료되면, 가장 최대의 전류값을 갖는 프레임(100)의 회전각도와 슬랫(110)의 틸팅각도값에 의해 상기 액츄에이터(240)와 틸팅 구동부(330)를 제어함으로써 슬랫(100)에 태양광이 가장 크게 조사되는 방향을 지향하도록 제어하게 되는 것이다.

또한, 상기의 과정 즉, 프레임(100)의 회전각도와 슬랫(110)의 틸팅 각도에 따라 최대 전류값을 갖는 방향으로 제어하는 과정을 일정시간 예를 들면, 20~30분 단위로 반복적으로 수행함으로써 최대의 발전효율을 가지도록 한다.

3) 보안모드

본 발명에 적용된 태양광 발전 블라인드(1)는 보안모드를 가지고 있게 되는데, 제어반(8)이 보안모드를 추가적으로 설정하게 되면, 컨트롤러(300)는 전류센서(310)로부터 센싱된 전류값의 급격한 변동을 판단하게 된다.

즉, 제1모드 또는 제2모드 수행 중에 외부인이 침입을 위하여 슬랫(110)을 강제로 파손하거나 또는 또다른 외력에 의해 슬랫(110)이 파손된 경우에는 도8에서와 같이 인버터(2)로 공급되는 전류값이 급격하게 감소하게 될 것이다.

따라서 컨트롤러(300)는 기 설정된 전류감소값보다 큰 전류감소값의 변화가 발생하게 되면, 경보부(360)를 통해 경보를 발생시키는 보안모드를 수행하게 되는 것이다.

물론, 컨트롤러(300)는 이러한 경보상태를 통신부(350)를 통해 RTU(4)로 제공하고, 무선통신모듈(5)과 인터넷(6)을 통하여 제어반(8)을 전송하며, 제어반(8)은 해당 사용자의 단말기(9)로 그 경보상태를 전송하도록 한다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

1 : 태양광 발전 블라인드
2 : 인버터
3 : 수배전반
4 : RTU
5 : 무선통신모듈
6 : 인터넷
7 : 클라우드서버
8 : 제어반
9 : 사용자 단말기
20 : 창호프레임
100 : 프레임
101,102 : 힌지부
110 : 슬랫
120 : 승강줄
130 : 틸팅줄
200 : 경사조절부
210 : 창호고정부
220 : 프레임고정부
230 : 접철부
231,232 : 접철바
240 : 액츄에이터
300 : 컨트롤러
310 : 전류센서
320 : 승강 구동부
330 : 틸팅 구동부
340 ; 엔코더
350 : 모드설정부
360 : 경보부
H1,H2,H3,H4 : 힌지

Claims (6)

1. 건축물의 창문에 설치되어 태양광에 의해 발전하는 태양광 발전 블라인드;
   상기 발전 블라인드로부터 생산된 전력을 교류전원으로 변환하는 인버터;
   상기 인버터로부터 변환된 교류전원을 송전하거나 분배시키는 수배전반;
   상기 태양광 발전 블라인드, 인버터, 수배전반으로부터 전력량 관련 데이터를 수집하는 RTU(Remote Terminal Unit);
   상기 RTU로부터 수집된 데이터를 인터넷을 통해 무선전송하는 무선통신모듈;
   상기 무선통신모듈로부터 전송된 데이터를 수신받아 각 블라인드별 전력 생산량, 각 세대별 전력 사용량을 모니터링하는 제어반;으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 태양광 발전 블라인드는 상기 제어반으로부터 전송되는 제어명령을 상기 무선통신모듈을 통해 수신받아 수신된 제어명령에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 태양광 발전 블라인드는,
   창호프레임 옥외측에서의 힌지결합을 위하여 일측에 힌지부가 구비된 프레임;
   상기 프레임에서 상하방향으로 서로 이격되게 복수개가 설치되며, 태양광 패널로 된 슬랫;
   상기 슬랫의 승강 및 하강을 위한 승강줄
   상기 슬랫의 틸팅을 위한 틸팅줄;
   상기 창호프레임으로부터 상기 프레임을 상기 힌지부를 매개로 회전시켜 경사각도를 조절하도록 액츄에이터가 구비된 경사조절부;
   상기 슬랫으로부터 발생된 전류값을 센싱하는 전류센서;
   상기 전류센서로부터 센싱된 전류값에 의해 상기 틸팅줄와 상기 경사조절부의 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러;로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는
   모드설정부를 통해 제1모드가 설정되면, 상기 제어명령에 포함된 상기 승강줄 및 틸팅줄, 그리고 액츄에이터의 제어값에 의해 승강줄 구동부, 틸팅줄 구동부, 그리고 액츄에이터를 제어하고,
   제2모드가 설정되면, 승강줄 구동부를 제어하여 슬랫이 펼쳐지도록 제어한 다음 상기 프레임과 슬랫이 최대가동범위까지 회전 및 틸팅하도록 상기 액츄에이터와 틸팅줄 구동부를 제어하면서 회전 및 틸팅 시 상기 전류센서에 의해 센싱된 전류값이 최대가 되는 위치에서 상기 틸팅줄 구동부와 액츄에이터의 제어를 중지시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 자동모드 중 승강 구동부를 제어하는 동작을 제외한 자동모드를 일정시간마다 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템.
   
6. 제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 슬랫이 펼쳐진 상태에서 상기 전류센서로부터 센싱된 전류값이 급격히 감소되면, 경보부를 통해 경보를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 블라인드를 이용한 발전 시스템.