KR101791885B1

KR101791885B1 - 태양광 발전 조명장치

Info

Publication number: KR101791885B1
Application number: KR1020110139823A
Authority: KR
Inventors: 이명호; 원하홍
Original assignee: 이명호
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2017-10-31
Also published as: KR20130071315A

Abstract

본 발명은 흐린 날 미세전류도 충전이 가능하고 배터리 교체 없이 반영구적으로 사용이 가능한 태양광 발전 조명장치에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 태양에너지를 받아 전기를 생산하는 태양전지; 상기 태양전지로부터 생산된 전기를 이용하여 축전을 함과 동시에 전원을 공급하는 대용량콘덴서; 상기 대용량콘덴서로부터 공급되는 전원을 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의해 제어된 전원을 공급받아 빛을 방사하는 조명부를 포함하여 구성되는 태양광 발전 조명장치를 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 햇빛이 잘 들지 않는 흐린 날에도 충전이 가능하므로 효율을 높일 수 있으며, 배터리 교체를 하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으므로 유지비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

Description

태양광 발전 조명장치{Light device using solar enenrgy}

본 발명은 태양광 발전 조명장치에 관한 것이며, 구체적으로 흐린 날 미세전류도 충전이 가능하고 배터리 교체 없이 반영구적으로 사용이 가능한 태양광 발전 조명장치에 관한 것이다.

전 세계적으로 환경에 대한 관심이 늘어남에 따라 전통적인 화석에너지를 사용한 전기생산에서 이산화탄소를 줄이기 위한 신재생에너지를 이용한 전기생산으로 전기생산방법이 변화되어 가고 있다.

이러한 신재생에너지 중 태양광 발전은 빛에 반응하는 반도체를 사용하여 물질이 빛을 흡수하면 물질의 표면에서 전자가 이동하는 효과로 전기를 생산할 수 있도록 하는 것이다.

도 1을 참조하여, 종래의 기술(공개특허공보 제10-2011-0119031호)에 의한 태양광 발전 가로등을 설명하면 다음과 같다.

종래의 기술에 의한 태양광 발전 가로등은 태양전지판(16), 방열관(15), 연결관(14), 엘이디기판(13), 조사관(12), 지주(11)를 포함하여 구성된다. 또한, 지주(11)에는 축전지(17) 및 인버터(18)가 설치된다.

태양전지판(16)에서는 태양빛을 받아 전기를 생산하며, 상기 태양전지판(16)에서 생산된 전기는 지주(11)에 설치된 축전지(17)로 공급되어 충전된다. 또한, 상기 엘이디기판(13)은 상기 축전지로부터 전원을 공급받아 빛을 주위로 조사하게 된다.

하지만, 이러한 태양광 발전 가로등에서 엘이디에 전원을 공급하기 위하여 충전용 배터리를 사용하게 되는데, 이러한 충전용 배터리는 어느 정도 이상의 전압이 입력되어야 충전이 되고, 배터리의 수명도 길어야 수년 정도이다.

따라서, 날씨가 흐린 날에는 잘 충전이 안 되어 실제 사용을 위해서는 보조 충전기를 더 구비해야 하는 문제점이 있으며, 배터리를 주기적으로 교체해 주어야 하기 때문에 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흐린 날에도 미세한 전류를 이용하여 충전을 할 수 있고, 배터리 교체를 하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있는 태양광 발전 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 위하여 본 발명은 태양에너지를 받아 전기를 생산하는 태양전지; 상기 태양전지로부터 생산된 전기를 이용하여 축전을 함과 동시에 전원을 공급하는 대용량콘덴서; 상기 대용량콘덴서으로부터 공급되는 전원을 제어하는 제어부; 상기 제어부에 의해 제어된 전원을 공급받아 빛을 방사하는 조명부를 포함하여 구성되는 태양광 발전 조명장치를 제공한다.

상기 태양광 발전 조명장치는 상기 대용량콘덴서의 출력전압을 감지하여 상기 제어부로 전송하는 충전감지부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 충전감지부로부터 전송된 결과에 따라 감압회로의 가동여부를 제어하는 것이 바람직하다.

상기 충전감지부는 제너다이오드, 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자를 포함하며, 상기 대용량콘덴서의 전압 및 상기 제너다이오드의 항복전압에 따라 제1스위칭소자 또는 제2스위칭소자 중 하나가 온 되어 상기 제어부로 신호를 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 햇빛이 잘 들지 않는 흐린 날에도 충전이 가능하므로 효율을 높일 수 있으며, 배터리 교체를 하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으므로 유지비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 흐린 날이나 맑은 날이나 항상 안정적으로 사용할 수 있는 태양광 발전 조명장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 태양광 발전 가로등의 분해사시도;
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 조명장치의 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전 조명장치의 구성도;
도 4는 본 발명에 따른 충전감지부의 구성을 나타내는 회로도.

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 태양광 발전 조명장치는 태양전지판(100), 지지기둥(200), 엘이디조명부(300), 전원제어부(400)를 포함하여 구성된다.

상기 태양전지판(100)은 태양에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 역할을 하며, Si base, CdTe, Culn2Se 등 다양한 재료를 이용하여 솔라셀(solar cell)을 구성할 수 있다.

상기 태양전지판(100)은 지지기둥(200)에 의하여 지지된다. 상기 지지기둥(200)은 태양전지판(100)을 지지하는 역할뿐만 아니라, 엘이디조명부(300), 전원제어부(400) 등 각종 부품들을 수용한다.

상기 지지기둥(200)의 내부에는 전원제어부(400)가 설치되는데, 상기 전원제어부(400)는 태양전지판(100)에서 생산된 전기를 충전함과 동시에 엘이디조명부(300)에 안정적으로 전원을 공급해 주는 역할을 한다.

도 3을 참조하면, 상기 전원제어부(400)는 대용량콘덴서(410), 충전감지부(420), 제어부(430)를 포함한다.

본 발명에서는 엘이디조명부(300)에 전원을 공급하여 주는 장치로 대용량콘덴서가 사용된다. 본 발명에서 사용되는 대용량콘덴서는 수백~수천Farad의 용량을 갖는 고용량의 콘덴서이다. 보통 전자회로에 사용되는 콘덴서의 용량은 수백μF 정도이며, 이러한 용량의 콘덴서는 거의 직류전류가 흐를 수가 없으나, 고용량을 가지는 대용량콘덴서는 직류전류가 흐를 수 있어 계속적인 전원을 공급해 줄 수 있다.

이러한 대용량콘덴서는 종래의 충전배터리와는 달리 미세한 전압으로도 충전이 가능하고, 수명이 수 백년 정도이므로 반영구적으로 사용이 가능하다.

하지만, 태양전지의 가장 취약점이 날씨에 따라 태양광이 불규칙하기 때문에 엘이디조명부에 안정적인 전원공급이 어렵다는 것이다. 또한, 대용량콘덴서도 충전된 전기량이 감소함에 따라 엘이디조명부에 공급되는 전압도 감소되는 문제점이 있다.

본 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 충전감지부(420) 및 제어부(430)가 구비된다.

상기 충전감지부(420)는 상기 대용량콘덴서(410)에서 출력되는 전압을 감지하는 역할을 한다. 즉, 충전감지부(420)는 대용량콘덴서(410)의 출력전압이 일정 전압 이상인지 이하인지를 감지하여 그 결과를 제어부(430)에 전송한다.

도 4를 참조하면, 상기 충전감지부(420)는 제너다이오드(422)를 이용하여 대용량콘덴서의 전압(V)이 일정 전압 이상이면 제너다이오드(422)를 통하여 전류가 흘러 제1스위칭소자(424)가 온 되어 제1라인(423)으로 신호가 입력된다. 한편, 대용량콘덴서의 전압(V)이 일정 전압 미만이면 제너다이오드(422)를 통하여 전류가 흐를 수 없고 이때에는 제2스위칭소자(426)가 온 되어 제2라인(425)으로 신호가 입력된다.

상기 제어부(430)는 충전감지부(420)에서 전송되는 신호를 입력받아 엘이디조명부(300)로 안정적인 전압을 공급해 주는 역할을 한다.

예를 들어, 대용량콘덴서의 전압이 15V이고, 제너다이오드의 항복전압을 12V로 하면 제1스위칭소자(424)가 온 되어 제1라인(423)을 통해 제어부로 신호가 입력되고, 상기 제어부는 감압회로를 통해 전압을 적절히 낮춘 후 엘이디조명부(300)에 전압을 인가한다. 한편, 대용량콘덴서의 전압이 12V 이하인 경우에는 제2스위칭소자(426)가 온 되고, 제2라인(425)을 통해 제어부로 신호가 입력되어 제어부는 감압하지 않고 그대로 엘이디조명부(300)에 전압을 인가한다.

따라서, 본 발명에 따르면 대용량콘덴서에 충전이 잘 되는 날씨가 맑고 햇빛이 잘 드는 날과 충전이 잘 되지 않는 날씨가 흐려 햇빛이 잘 안드는 날에 따라 각각 다른 방식으로 제어가 되어 안정적으로 엘이디조명부에 전압을 공급해 줄 수 있다.

상기 엘이디조명부(300)는 복수 개의 엘이디가 실장되어 빛을 조사하는 장치로서, 엘이디에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 냉각부(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 전압의 안정적인 공급을 위하여 정전압 레귤레이터를 추가로 설치할 수 있다. 상기 엘이디조명부(300)의 외주는 커버(310)로 둘러싸여 강한 빛으로 인한 눈부심을 방지한다.

본 실시예에서는 태양전지를 예로 하였으나, 상기 태양전지 대신에 풍력발전으로 교체되어도 본 발명이 적용될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 태양전지판 200 : 지지기둥
300 : 엘이디조명부 310 : 커버
400 : 전원제어부 410 : 대용량콘덴서
420 : 충전감지부 430 : 제어부

Claims

태양에너지를 받아 전기를 생산하는 태양전지;
상기 태양전지로부터 생산된 전기를 이용하여 축전을 함과 동시에 전원을 공급하는 대용량콘덴서;
상기 대용량콘덴서으로부터 공급되는 전원을 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의해 제어된 전원을 공급받아 빛을 방사하는 조명부;
상기 대용량콘덴서의 출력전압을 감지하여 상기 출력전압에 따라 제1라인 또는 제2라인을 통하여 상기 제어부로 신호를 전송하는 충전감지부를 포함하여 구성되며,
상기 제어부는 상기 충전감지부로부터 전송된 결과에 따라 감압회로의 가동여부를 제어하고,
상기 충전감지부는 제너다이오드, 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자를 포함하며, 상기 대용량콘덴서의 전압 및 상기 제너다이오드의 항복전압에 따라 제1스위칭소자가 온되면 제1라인으로 신호가 전송되고 제2스위칭소자가 온되면 제2라인으로 신호가 전송되는 태양광 발전 조명장치.
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