KR20240059055A

KR20240059055A - 태양광 발전형 가로등

Info

Publication number: KR20240059055A
Application number: KR1020220139828A
Authority: KR
Inventors: 장재영
Original assignee: 장재영
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2024-05-07

Abstract

본 발명은 태양광 발전형 가로등에 관한 것으로,
가로등주를 폐플라스틱이나 FRP를 사용하여 내부에 공간을 갖도록 제조하면서 상부에 볼록렌즈로 형성한 집광부를 설치하여 태양광을 집광하도록 하여 많은 태양광을 집광할 수 있도록 하고,
상기 집광부에서 집광한 태양광이 가로등주의 내부에 설치한 광케이블을 통하여 오목렌즈의 산광부를 통하여 발전부의 내부에 산광되도록 하여 상기 가로등주의 저면에 설치하며 육면체의 내면에 모두 태양광 모듈을 부착한 발전부에서 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고,
상기의 발전부에서 생성된 전원은 충방전 배터리에 충전하였다가 전원공급부에서 방전되는 전류값을 측정하면서 최소 방전전류값이면, 외부전원이 직접 공급되도록 제어하면서 가로등주의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈로 전달되도록 하여 배터리의 전원 또는 외부 전원에 의해 고휘도 발광 다이오드 모듈을 점등하면서 절전이 가능하도록 함은 물론, 가로등주의 재질과 태양광발전에 따른 탄소배출권도 확보할 수 있도록 구성한 것이다.

Description

태양광 발전형 가로등{Solar―powered street light}

본 발명은 태양광 발전형 가로등에 관한 것으로, 상세하게는 폐플라스틱으로 제조한 가로등주의 상부에 볼록렌즈의 집광부를 설치하여 태양광을 집광하고, 집광부에서 가로등주의 내부에 설치한 광케이블을 통하여 하부로 이동하는 태양광은 저면에 설치하며 내면에 태양광 모듈을 부착한 발전부의 상면을 통하여 산광되도록 하여 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고, 상기의 발전부에서 생성된 전원은 충방전 배터리에 충정하는 중에 가로등주의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈로 전달되도록 함으로써 배터리의 전원 및/또는 외부 전원에 의해 고휘도 발광 다이오드 모듈을 점등하면서 절전이 가능함은 물론, 탄소배출권도 확보할 수 있도록 한 태양광 발전형 가로등에 관한 것이다.

일반적으로 공원 등에 설치되는 가로등은 매입된 전선을 통해 전원을 공급받아 야간 조명이 이루어지고 있으나, 근래에는 태양에너지를 전기에너지로 변환시킨 후 배터리에 충전시킨 후 충전된 전기를 이용해 야간 조명이 이루어지도록 한 태양전지모듈을 이용한 가로등이 설치되고 있다.

이와 같이 가로등에 설치된 태양전지모듈은 태양광으로부터 평면적으로 조사되어진 태양광 에너지를 받아 전기에너지를 생산하기 위해 넓은 면적을 갖는 판넬 형태로 구성되어 있다.

또한, 종래의 태양광을 이용한 가로등은 외부에 별도로 형성된 태양전지모듈로부터 전력을 공급받거나, 가로등의 상단에 수평면과 평행 또는 미리 설정된 각도를 갖는 형태로 형성된 구조로 제공되어 왔다.

그러나 이러한 태양광을 이용한 가로등은 별도의 태양전지모듈로부터 전력을 공급받으므로 자가발전적 개념이 아니며, 상단에 수평면과 평행 또는 미리 설정된 각조도로 형성된 경우 구조적으로 태양전지셀에 대한 개수의 제한이 심하여 원하는 전력을 획득하지 못하는 한계점이 있어 왔다.

기존 태양광 가로등과 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1472907호 "폴 타입 태양광 가로등 구조"(등록일자 : 2014. 12. 09)에 개시된 바와 같이, 가로등 형성부, 지주부, 태양전지 모듈부, 배터리 보관부, 그리고 제어부를 포함하여 상기 태양전지 모듈부 및 상기 배터리 보관부에 의한 전력 저장 기반으로 한 마이크로 태양광 발전소 기반으로 상기 제어부에 의해 운영되는 폴 타입 태양광 가로등으로서,

상기 태양전지 모듈부는, 상기 지주부의 개구부를 통해 수직형으로 다수의 태양전지셀이 형성되며, 강화 폴리카보네이트(Polycarbonate) 보호막을 형성하며, 상기 지주부는, 알루미늄 소재로 이루어져, 상기 태양전지 모듈부와 결합 시 결합부위에 실리콘 실링(Silicone sealing) 처리하여 내외부 격리 구조를 제공하며, 상기 제어부는, 주간 발전시 상기 폴 타입 태양광 가로등에 대한 계통선 전력 공급을 수행하여 첨두 부하(Peak Load)를 저감하는 것이지만, 배터리가 지주부의 내부에 보관됨에 따라 하절기 외부 온도가 상승하게 될 경우 쉽게 열화되어 배터리 제품의 수명이 단축될 우려가 있다.

기존 태양광 가로등과 관련된 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1458527호 "원통형 태양광 가로등"(등록일자 : 2014. 10. 24)에 개시된 바와 같이,

일정 높이를 갖으며 지면에 고정되는 원통형의 지주 파이프와,

상기 지주 파이프의 상부에 결합되고 내부공간을 갖는 투명 원통형 파이프와,

상기 투명 원통형 파이프의 내부에 삽입되어 일정한 간격으로 다수의 압출홈을 갖는 다수개의 고정바와,

상기 이웃하는 고정바에 길이 방향으로 각각 병렬로 결합되어 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 다수개의 태양전지판과,

상기 투명 원통형 파이프 내부에 구성되고 상기 각 고정바의 압출홈에 삽입되어 고정되며 상기 태양전지판으로부터 생산된 전기 에너지를 저장하는 축전지모듈과,

상기 지주 파이프와 투명 원통형 파이프 사이에 결합되고 상기 축전지모듈에 저장된 전기 에너지 또는 상용전원을 공급받아 구동되는 LED 등기구를 포함하여 구성하였다.

기존 태양광 가로등에 관련된 선행기술들은 태양광전지모듈을 폴 지주에 결합시키기 위한 구조가 복잡하고, 배터리의 설치 위치가 한정될 수 밖에 없으며, 폴 지주의 내부에 배치되는 배터리의 과열을 방지하기 위한 방열구조가 요구된다.

또한, 배터리가 지주의 내부에 배치됨에 따라 하절기에는 지주의 내부가 과열되어 배터리에 전달되는 온도가 65℃를 초과할 경우 배터리의 효율이 저하되는 단점이 있다.

그리고, 기존 태양광 가로등에 부피가 큰 태양광전지모듈을 장착할 경우, 바람 저항에 의해 부품이 파손 및 변형되므로, 부피의 제약이 있었다.

그리하여 2020년 05월 08일자 특허등록 제10-2110935호(태양광 가로등)가 제안되었으며,

이는, 하부가 지면에 고정되고 수직방향으로 기립되게 배치되며, 외주 일측면에 엘이디램프가 구비되고, 상단측 외주에 형성된 수납홈에 절첩 수납되는 깃발봉이 구비된 지주부와;

상기 지주부의 상측에 착탈 가능하게 결합되고 상부에 결합통체의 하부가 착탈수단에 의해 착탈 가능하게 결합되며, 상기 결합통체의 공간부 내부와 외부를 연통시키는 적어도 하나 이상의 공기유입구가 상,하로 천공되도록 형성되고 상기 결합통체의 하부와 체결되도록 공기유입구보다 외측으로 이격된 위치에 제1 체결공이 형성된 제1 베이스판과,

상기 제1 베이스판의 상부면 테두리 둘레에 상측으로 돌출되어 상기 결합통체의 하단부가 수용되는 제1 안착홈부와,

상기 제1 베이스판의 하부에 상기 지주부의 상단부가 수용되는 제1 수용홈부로 구성된 제1 플랜지몸체와;

상기 제1 플랜지몸체의 상부에 안착되고 착탈수단에 의해 착탈 가능하게 결합되며, 내부에 상기 공기유입구와 연통되는 공간부가 형성되고 외주면에 태양광전지모듈이 부착되며, 서로간의 근접 부위가 요철 결합되고 내측면과 외측면 사이에 단열을 위한 공기층이 구비된 복수의 분할블록으로 구성된 결합통체와;

상기 결합통체의 공간부 내에 구비된 배터리와;

상기 결합통체의 상부에 착탈 가능하게 결합되며, 중앙에 상기 공간부와 연통되는 통공이 형성되고 상기 결합통체의 상부와 체결되도록 제2 수용홈부의 외주보다 외측으로 이격된 위치에 제2 체결공이 형성된 제2 베이스판과, 상기 제2 베이스판의 하부면 테두리 둘레에 하측으로 돌출되어 상기 결합통체의 상단부가 수용되는 제2 안착홈부 및 상기 제2 베이스판의 상부에 상부 몸체의 하부가 수용되고 공기유로가 형성된 제2 수용홈부로 구성된 제2 플랜지몸체와;

상기 제2 플랜지몸체의 상부에 착탈 가능하게 결합되며, 외주 일측에 붐대가 끼움 결합되는 끼움부가 형성되고, 내부에 상기 제2 수용홈부 내부의 공기유로와 연통된 중공부가 형성된 상부몸체와;

상기 상부몸체에 일단부가 결합되고, 타단부에 메인램프가 구비된 등기구가 결합된 붐대;

상기 상부몸체의 상부에 착탈 가능하게 결합되고, 내부에 상기 상부몸체의 중공부와 연통되는 내부공간이 형성되며, 하부면에 상기 내부공간의 공기를 하측 외부로 배출시키는 공기배기구가 형성된 캡부재;로 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 태양광 가로등에 의하여서는 원통형으로 설치한 태양광모듈에 비해 발전량이 미비한 단점이 있었다.

이에 본 발명은 종래 기술에 따른 문제점을 해소하기 위하여, 폐플라스틱으로 제조한 가로등주의 상부에 볼록렌즈의 집광부를 설치하여 태양광을 집광하고, 집광부에서 가로등주의 내부에 설치한 광케이블을 통하여 하부로 이동하는 태양광은 저면에 설치하며 내면에 태양광 모듈을 부착한 발전부의 상면을 통하여 산광되도록 하여 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고, 상기의 발전부에서 생성된 전원은 충방전 배터리에 충정하는 중에 가로등주의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈로 전달되도록 함으로써 배터리의 전원 및/또는 외부 전원에 의해 고휘도 발광 다이오드 모듈을 점등하면서 절전이 가능함은 물론, 탄소배출권도 확보할 수 있도록 한 태양광 발전형 가로등을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양광 발전형 가로등은 가로등주를 폐플라스틱이나 FRP를 사용하여 내부에 공간을 갖도록 제조하고,

상기 가로등주의 상부에 볼록렌즈로 형성한 집광부를 설치하여 태양광을 집광하도록 하고,

상기 집광부에서 집광한 태양광이 가로등주의 내부에 설치한 광케이블을 통하여 하부로 이동하도록 하고,

상기의 광케이블을 통하여 이동한 태양광은 오목렌즈의 산광부를 통하여 발전부의 내부에 산광되도록 하고,

상기 가로등주의 저면에 설치하며 육면체의 내면에 모두 태양광 모듈을 부착한 발전부의 상면에 형성한 산광부를 통하여 산광되는 태양광은 태양광 모듈에 1차 반사되더라도 다른 면의 태양광 모듈에 입사되도록 하여 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고,

상기의 발전부에서 생성된 전원은 충방전 배터리에 충전하였다가 전원공급부에서 방전되는 전류값을 측정하면서 최소 방전전류값이면, 외부전원이 직접 공급되도록 제어하면서 가로등주의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈로 전달되도록 하여 배터리의 전원 또는 외부 전원에 의해 고휘도 발광 다이오드 모듈을 점등하면서 절전이 가능하도록 함은 물론, 가로등주의 재질과 태양광발전에 따른 탄소배출권도 확보할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기의 본 발명에 따른 태양광 발전형 가로등에 의하여서는 가로등주를 폐플라스틱이나 FRP를 사용하여 내부에 공간을 갖도록 제조하면서 상부에 볼록렌즈로 형성한 집광부를 설치하여 태양광을 집광하도록 하여 많은 태양광을 집광할 수 있도록 하고,

상기 집광부에서 집광한 태양광이 가로등주의 내부에 설치한 광케이블을 통하여 오목렌즈의 산광부를 통하여 발전부의 내부에 산광되도록 하여 상기 가로등주의 저면에 설치하며 육면체의 내면에 모두 태양광 모듈을 부착한 발전부에서 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고,

상기의 발전부에서 생성된 전원은 충방전 배터리에 충전하였다가 전원공급부에서 방전되는 전류값을 측정하면서 최소 방전전류값이면, 외부전원이 직접 공급되도록 제어하면서 가로등주의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈로 전달되도록 하여 배터리의 전원 또는 외부 전원에 의해 고휘도 발광 다이오드 모듈을 점등하면서 절전이 가능하도록 함은 물론, 가로등주의 재질과 태양광발전에 따른 탄소배출권도 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 발전부의 구성을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 작동을 위한 구성을 도시한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 태양광 발전형 가로등은,

가로등주(1)를 폐플라스틱이나 FRP를 사용하여 내부에 공간(2)을 갖도록 제조하고,

상기 가로등주(1)의 상부에 볼록렌즈로 형성한 집광부(10)를 설치하여 태양광을 집광하도록 하고,

상기 집광부(10)에서 집광한 태양광이 가로등주(1)의 내부 공간(2)에 설치한 광케이블(11)을 통하여 하부로 이동하도록 하고,

상기의 광케이블(11)을 통하여 이동한 태양광은 오목렌즈의 산광부(12)를 통하여 발전부(20)의 내부에 산광되도록 하고,

상기 가로등주(1)의 저면에 설치하며 육면체(21)의 밀폐된 내면에 모두 태양광 모듈(22)을 부착한 발전부(20)의 상면에 형성한 산광부(12)를 통하여 산광되는 태양광은 저면의 태양광 모듈(22)에 1차 반사되더라도 다른 면의 태양광 모듈(22a)에 입사되도록 하여 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고,

상기의 발전부(20)에서 생성된 전원은 전원공급부(30)의 충방전 배터리(31)에 충전하였다가 전류검출부(32)에서 방전되는 전류값을 측정하여 최소 방전전류값이면, 전환스위치(33)를 제어하면서 충방전 배터리(31)에서의 방전을 중단하는 동시에 외부전원(AC)이 직접 공급되도록 제어하면서 가로등주(1)의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈(34)(34a)(34b)(34c)로 전달되도록 하여 배터리(31)의 전원 또는 외부 전원에 의해 차로쪽을 향하는 고휘도 발광 다이오드 모듈(34)(34a)(34b)과 인도쪽을 향하는 고휘도 발광 다이오드 모듈(34c)을 점등하면서 절전이 가능하도록 함은 물론, 가로등주의 재질과 태양광발전에 따른 탄소배출권도 확보할 수 있도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 태양광 발전형 가로등은,

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 가로등주 2 : 공간
10 : 집광부 11 : 광케이블
12 : 산광부 20 : 발전부
21 : 육면체 22, 22a : 태양광 모듈
30 : 전원공급부 31 : 충방전 배터리
34, 34a, 34b, 34c : 고휘도 발광 다이오드 모듈

Claims

가로등주(1)를 폐플라스틱이나 FRP를 사용하여 내부에 공간(2)을 갖도록 제조하고,
상기 가로등주(1)의 상부에 볼록렌즈로 형성한 집광부(10)를 설치하여 태양광을 집광하도록 하고,
상기 집광부(10)에서 집광한 태양광이 가로등주(1)의 내부 공간(2)에 설치한 광케이블(11)을 통하여 하부로 이동하도록 하고,
상기의 광케이블(11)을 통하여 이동한 태양광은 오목렌즈의 산광부(12)를 통하여 발전부(20)의 내부에 산광되도록 하고,
상기 가로등주(1)의 저면에 설치하며 육면체(21)의 밀폐된 내면에 모두 태양광 모듈(22)을 부착한 발전부(20)의 상면에 형성한 산광부(12)를 통하여 산광되는 태양광은 저면의 태양광 모듈(22)에 1차 반사되더라도 다른 면의 태양광 모듈(22a)에 입사되도록 하여 최대의 태양광 발전 효율을 올리도록 하고,
상기의 발전부(20)에서 생성된 전원은 전원공급부(30)의 충방전 배터리(31)에 충전하였다가 전류검출부(32)에서 방전되는 전류값을 측정하여 최소 방전전류값이면, 전환스위치(33)를 제어하면서 충방전 배터리(31)에서의 방전을 중단하는 동시에 외부전원(AC)이 직접 공급되도록 제어하면서 가로등주(1)의 상단 측면에 다수 설치한 고휘도 발광 다이오드 모듈(34)(34a)(34b)(34c)로 전달되도록 하여 배터리(31)의 전원 또는 외부 전원에 의해 차로쪽을 향하는 고휘도 발광 다이오드 모듈(34)(34a)(34b)과 인도쪽을 향하는 고휘도 발광 다이오드 모듈(34c)을 점등하면서 절전이 가능하도록 함은 물론, 가로등주의 재질과 태양광발전에 따른 탄소배출권도 확보할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 태양광 발전형 가로등.