KR100982002B1 - 태양광 안내판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주간에는 태양광으로부터 전력을 생산하여 충전하고, 야간에는 주간에 충전된 전기를 사용하여 안내판을 식별할 수 있도록 하는 한편, 안내판의 불빛을 이용해 전력을 지속적으로 생산할 수 있는 태양광 안내판에 관한 것이며, 태양광을 공급받아 전력을 생산하는 평판 형상의 태양전지; 태양전지의 상부 전면을 덮도록 설치되며 외부에서 공급된 빛을 전면과 태양전지 방향으로 균일하게 발산시키는 도광판; 도광판의 일측에 설치되며 도광판에 빛을 공급하는 엘이디 램프; 도광판의 전면에 이격되게 설치되는 투명 합성수지재질의 보호 패넬; 도광판과 보호 패널 사이에 이격된 공간에 형성되는 인쇄지 삽입부; 태양전지에서 생산된 전력을 저장하는 충전지; 사용자의 설정에 의해 상기 엘이디 램프의 점멸시간이 입력되는 타이머; 타이머에서 제공된 신호에 의해 엘이디 램프를 점멸시키는 제어부; 태양전지, 도광판, 엘이디 램프 및 보호 패널이 설치되는 하우징; 및 하우징을 지면으로부터 소정의 높이에 경사지게 설치하는 지지대;를 통해 실현 가능하고, 도시미관에 부합하면서도 충분한 전력을 생산할 수 있는 효과와 태양전지가 오염되거나 파손되는 것을 방지하는 효과 및 태양전지의 발전량을 최대로 할 수 있는 효과가 있다.

Description

태양광 안내판{PHOTOVOLTAIC POWER GUIDE PLATE}

본 발명은 도로변이나 공원 등에 설치되는 안내판에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 주간에는 태양광으로부터 전력을 생산하여 충전하고, 야간에는 주간에 충전된 전기를 사용하여 안내판을 식별할 수 있도록 하는 한편, 안내판의 불빛을 이용해 전력을 지속적으로 생산할 수 있는 태양광 안내판에 관한 것이다.

옥외에 설치되는 안내판은 사람들에게 주변지역의 정보를 제공하는 목적이나 상업적인 홍보의 수단으로 사용되는 것으로서, 다양한 정보를 표시하는 수단으로 사용된다.

이러한 안내판은 일반적으로 일정 크기의 패널로 제작되며 조명장치와 함께 사용되는 경우도 있고, 조명장치가 구비된 안내판은 야간에도 식별이 가능하여 활용도가 높은 장점이 있다.

그러나 안내판에 조명장치를 구비시키기 위해서는 상용전원을 연결해야만 하였으며, 이러한 경우 안내판을 설치하는 비용보다 상용전원을 연결하기 위한 전원선 연결비용이 증가하는 문제가 있었다.

또한, 안내판을 일정 장소에 장시간 설치시키지 않고 설치 장소를 이전해야 하는 경우에는 안내판을 이전 설치시켜야 할 때마다 전원선을 연결해야 하는 비용이 추가로 지출되어야 하는 문제가 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안내판의 조명장치를 작동시키는데 필요한 전원을 공급하는 태양전지를 안내판에 추가시키는 것이 제안되기도 하였고, 태양전지의 전력을 사용하는 경우 별도의 상용전원을 연결하기 위한 작업이 필요하지 않아 안내판의 설치 및 유지비용을 절감할 수 있다.

이와 같이 안내판과 함께 사용되는 태양전지는 안내판에 인접한 곳에 설치되기도 하고 안내판의 일측에 부착되어 안내판과 일체로 구성되기도 한다.

먼저, 안내판에 인접한 곳에 태양전지가 설치되는 경우는 등록실용신안 제209453호 '태양전지를 전원으로 한 EL 광고판'을 들 수 있고, 등록실용신안 제209453호에서 알 수 있듯이 태양전지와 안내판이 분리된 경우에는 지면에 설치되는 기둥과 기둥의 상부에 설치되는 태양전지 및 기둥의 측면에 설치되는 광고판으로 구성된다.

이와 같이 안내판과 태양전지를 분리하여 설치하면 안내판의 크기에 상관없이 태양전지의 크기를 임의로 변경하여 적용할 수 있는 이점이 있으나, 태양전지의 획일화된 형상이 안내판의 전체적인 미관에 영향을 줄 수 있고 경우에 따라서는 도시미관에 부합하지 않는 경우도 있다.

안내판의 일측에 태양전지가 일체로 설치되는 경우는 공개특허 제10-2009-0105405호 '솔라셀을 이용한 광고 장치'와 공개특허 제10-2007-0095083호 '액정패널을 이용한 광고장치'가 있으며, 광고판의 정면 또는 측면에 태양전지가 설치되는 것을 알 수 있다.

이와 같이 안내판의 주변에 태양전지를 설치하는 경우에는 안내판의 형상을 자유롭게 제작할 수 있어 안내판을 도시미관에 부합하게 제작할 수 있는 장점이 있다. 그러나 태양전지의 설치면적에 제한이 있어 충분한 전력을 생산할 정도의 태양전지를 설치할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 종래의 태양전지는 모두 안내판 외부로 노출되어 있어 외부에서 가해지는 충격에 의해 파손될 위험에 노출되어 있는 문제와 외부의 오염물질에 의해 오염되는 경우도 고려할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 상용전원을 사용하지 않고도 조명장치에 필요한 전력을 생산하여 사용할 수 있는 태양광 안내판에 있어서, 도시미관에 부합하면서도 충분한 전력을 생산할 수 있는 크기의 태양전지를 사용할 수 있는 태양광 안내판을 제공하는 것이 목적이다.

또한, 태양전지가 외부로 노출되는 것을 방지하여 외부의 충격과 오염물질로부터 태양전지를 보호할 수 있는 태양광 안내판을 제공하는 것이 목적이다.

또한, 태양전지의 발전전력량이 최대로 될 수 있도록 태양전지의 가동시간을 증가시키는 한편, 안내판의 설치되는 경사각을 설정하는 것이 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 태양광 안내판은 태양광을 공급받아 전력을 생산하는 평판 형상의 태양전지; 상기 태양전지의 상부 전면을 덮도록 설치되며 외부에서 공급된 빛을 전면과 태양전지 방향으로 균일하게 발산시키는 도광판; 상기 도광판의 일측에 설치되며 상기 도광판에 빛을 공급하는 엘이디 램프; 상기 도광판의 전면에 이격되게 설치되는 투명 합성수지재질의 보호 패넬; 상기 도광판과 보호 패널 사이에 이격된 공간에 형성되는 인쇄지 삽입부; 상기 태양전지에서 생산된 전력을 저장하는 충전지; 사용자의 설정에 의해 상기 엘이디 램프의 점멸시간이 입력되는 타이머; 상기 타이머에서 제공된 신호에 의해 엘이디 램프를 점멸시키는 제어부; 상기 태양전지, 도광판, 엘이디 램프 및 보호 패널이 설치되는 하우징; 및 상기 하우징을 지면으로부터 소정의 높이에 경사지게 설치하는 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은 30~45도의 경사각으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인쇄지 삽입부에 삽입되는 인쇄지는 투광성 합성수지재질의 와이드칼라필름인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 태양광 안내판은 도시미관에 부합하면서도 충분한 전력을 생산할 수 있는 태양광 안내판을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 태양전지가 외부로 노출되는 것을 방지하여 태양전지가 오염되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하우징의 설치되는 경사각을 최적으로 하여 태양전지의 발전량을 최대로 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 안내판을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 태양광 안내판을 측면에서 바라본 것을 도시한 측면도,
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 태양광 안내판의 하우징 내부를 상세히 도시한 요부 단면도,
도 4는 주요구성품인 태양전지, 도광판, 보호 패널이 적층된 구조를 도시한 단면 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 안내판의 작동을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 상기의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 안내판을 상세히 설명하도록 한다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 안내판(10)의 외부는 지면에 설치되는 지지대(610)와 상기 지지대(610)의 상부에 설치되는 하우징(600)으로 구성된다.

먼저, 상기의 지지대(610)는 하우징(600)이 일정 높이에 설치되게 하여 하우징(600)의 전면이 사람들에게 잘 보이도록 하는 역할과 하우징(600)의 내부에 설치되는 후술될 태양전지(100)가 태양광을 효과적으로 흡수할 수 있게 하는 역할을 한다.

이때 태양광 즉, 태양에너지를 효과적으로 활용하기 위해서는 태양전지(100)의 방위각과 경사각(θ)이 중요하다. 방위각은 일반적으로 태양전지(100)의 발전 전력량이 최대가 되는 남향이 바람직하고, 경사각은 태양전지(100)의 발전 전력량이 최대로 되는 연간최적 경사각으로 하는 것이 바람직하며, 우리나라의 경우 연간 최적 경사각(θ)은 35도가 가장 바람직하다.

또한, 안내판의 경우 식별력이 높아야 하고 이 경우 안내판 하우징(600)의 경사각(θ)은 수평면과 40~50도 정도의 경사를 유지하는 것이 바람직하다. 따라서 하우징(600)의 설치각도는 주요 사용자의 예상 신장과 발전량을 고려하여 정해져야 하며, 이러한 목적을 충족시킬 수 있는 설치각도는 수평면을 기준으로 30~45도의 경사각(θ)으로 설치하는 것이 바람직하다.

도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기의 하우징(600) 내부에는 태양전지(100)가 설치된다. 상기에서 태양전지(100)는 일반적으로 양산되어 사용되는 것이면 어느 것이 사용되어도 무방하다.

상기 태양전지(100)의 상부에는 도광판(200)이 설치된다. 상기 도광판(200)은 측면에 설치되는 조명에서 공급되는 빛을 전면과 태양전지(100) 방향으로 균일하게 발산시키는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 도광판(200)은 외부의 자연광이 용이하게 통과될 수 있어야 하며, 이러한 도광판(200)으로는 백색도광판(200)이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 도광판(200)의 측면에는 도광판(200)에 빛을 공급하는 조명수단(210)이 설치되며, 상기 조명수단(210)은 도광판(200)의 측면에 길이방향으로 설치되는 기판(212)과 상기 기판(212)과 도광판(200)의 사이에 균일한 간격으로 설치되는 엘이디 램프(211)로 구성된다.

상기에서 조명수단(210)으로 균일하게 설치되는 엘이디 램프(211)를 사용하는 것은 엘이디 램프(211)가 종래의 백열등이나 형광등에 비해 전력 소비량이 현저히 적은 것과 사용 수명이 긴 장점 때문이다.

상기 도광판(200)의 상부에는 도광판(200)과 소정의 간격으로 이격된 보호 패널(300)이 설치된다. 상기에서 보호 패널(300)은 도광판(200)과 도광판(200) 배면의 태양전지(100)가 파손되는 것을 방지하는 것으로서, 재질은 합성수지인 것이 바람직하고 투광성이 높은 투명한 것이 사용되는 것이 바람직하다.

상기에서 도광판(200)과 보호 패널(300) 사이에 이격된 공간은 후술될 인쇄지(320)가 삽입되는 인쇄지 삽입부(310)이며, 인쇄지 삽입부(310)를 상기와 같이 도광판(200)과 보호 패널(300) 사이를 이격시켜 형성시키는 것은 인쇄지(320)가 도광판(200)이나 보호 패널(300)을 오염시키는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 인쇄지(320)를 도광판(200)의 상부에 올려놓고 보호 패널(300)로 덮어 도광판(200)과 보호 패널(300) 사이에 인쇄지(320)가 밀착되는 경우 인쇄지(320)가 보호 패널(300) 또는 도광판(200)에 유착되어 인쇄지(320)의 잉크 등이 보호 패널(300)과 도광판(200)의 표면에 들러붙는 경우가 있다. 따라서 도광판(200)과 보호 패널(300)의 사이를 소정 거리만큼 이격시켜 도광판(200)과 보호 패널(300)이 인쇄지(320)에 밀착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기의 인쇄지(320)는 투광성이 높은 재질로 제작되는 것이 바람직하고, 이러한 특성을 가진 재질로는 합성수지재질의 와일드 컬러 필름이 적합하다. 상기의 와일드 컬러 필름은 투광성이 높고 표면에 고선명도 이미지의 인쇄가 가능해 주간에는 태양광을 태양전지(100) 방향으로 용이하게 투과시키고, 야간에는 도광판(200)에 발산되는 빛에 의해 이미지가 주변의 사람들에게 잘 전달되도록 하는 특성이 있어, 본 발명에 매우 적합한 특성이 있다.

상기 태양전지(100)의 배면에는 충전지(400), 타이머(510) 및 제어부(500)가 구비되고, 충전지(400)는 상기 태양전지(100)에서 생산한 전력을 저장하기에 충분한 용량이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 타이머(510)는 조명수단(210)에 전력을 공급하는 시작시간과 전력공급을 중단하는 종료시간을 설정하는 역할을 한다. 이와 같이 타이머(510)를 통해 조명수단(210)이 작동되는 시작시간과 종료시간을 설정할 수 있도록 하는 것은 계절별로 일출시간과 일몰시간이 변동되는 것을 감안한 것으로서, 계절별 평균 일몰시간과 일출시간을 고려하여 타이머(510)의 시작시간과 종료시간을 설정하면 된다.

이와 같이 사용되는 타이머(510)를 사용하는 것은 그 구조가 간단하고 크기가 작아 비용이 저렴한 것과 설치 및 사용이 간편한 장점이 있기 때문이다.

제어부(500)는 상기 타이머(510)에서 설정된 시작시간과 종료시간에 인가되는 신호를 감지하여 상기 조명수단(210)을 작동시키거나 종료시키는 역할을 한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 태양광 안내판(10)의 사용을 상세히 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 태양광 안내판(10)은 도로변이나 공원 또는 각종 야외 전시회 등에 설치되어 사람들에게 각종 정보를 제공하는데 사용되며, 경우에 따라서는 홍보용 광고판으로 사용될 수도 있다.

이때, 더욱 구체적인 설치장소로는 옥외 중 태양광이 잘 비치고 건물이나 나무의 그늘이 지지 않는 장소에 설치하는 것이 바람직하다. 또한 하우징(600)의 전면이 남쪽을 향하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 설치된 태양광 안내판(10)은 주간에는 태양광을 흡수하여 발전을 하게 된다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명인 태양광 안내판(10)에 사용되는 보호 패널(300), 인쇄지(320) 및 도광판(200)이 모두 투광성이 높은 재질로 제작되므로 주간에는 안내판의 하우징(600) 전면부를 통해 태양광이 태양전지(100)로 용이하게 도달된다.

이때, 태양전지(100)의 전면에 설치되는 도광판(200), 인쇄지(320) 및 보호 패널(300)에 의해 태양광의 일부가 투과되지 않게 되지만 태양전지(100)의 크기를 종래 노출되는 방식에 비해 크게 할 수 있으므로 필요한 전력을 충분히 생산할 수 있게 된다.

따라서 태양전지(100)는 낮 동안 전면으로 공급되는 태양광을 통해 필요한 전력을 생산하며, 생산된 전력은 충전지(400)로 공급되어 충전지(400)에 충전된다.

상기와 같이 주간에는 태양전지(100)에서 전력을 생산하여 충전지(400)에 저장하고, 도광판(200)의 측면에 부착되는 조명수단(210)은 타이머(510)의 설정된 시간을 근거로 제어부(500)에 의해 작동이 중단된다.

상기와 같이 주간에 태양전지(100)를 통해 전력을 충전하는 태양광 안내판(10)은 야간에는 자체적으로 발광하여 주변 사람들에게 정보를 제공하게 된다.

이를 상세히 살펴보면, 타이머(510)에 설정된 야간시간이 되면 제어부(500)는 타이머(510)로부터 조명수단(210)을 점등시키는 시작시간에 대한 신호를 입력받게 되며, 제어부(500)는 상기 신호가 입력되면 조명수단(210)을 점등시키게 된다.

이때, 조명수단(210)은 충전지(400)로부터 전력을 공급받게 되고, 조명수단(210)의 엘이디 램프(211)가 점등되어 도광판(200)에 빛을 조사하게 된다. 상기에서 도광판(200)은 엘이디 램프(211)로부터 공급받은 빛을 인쇄지(320)와 태양전지(100) 방향으로 균일하게 발산시키게 된다.

상기와 같이 도광판(200)에서 발산된 빛은 1차적으로 인쇄지(320)를 밝혀 외부에서 인쇄지(320)에 인쇄된 각종 정보를 확인할 수 있도록 한다. 또한, 2차적으로 태양전지(100) 방향으로 발산되면서 태양전지(100)에 흡수된 빛은 태양전지(100)에서 전력을 생산하는데 사용된다.

또한 태양전지(100)에 흡수되지 않고 반사되는 빛은 다시금 도광판(200)을 통과하여 인쇄지(320)를 밝히는데 사용된다.

상기와 같이 작동되는 본 발명에 따른 태양광 안내판(10)은 태양전지(100)가 하우징(600)의 내부에 최대 크기로 설치되고, 태양전지(100)의 전면에는 도광판(200)과 보호 패널(300)이 설치되어 태양전지(100)가 파손되는 것을 방지하는 역할과 태양전지(100)에 의한 디자인의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다.

또한, 태양전지(100)는 주간에는 태양광을 통해 발전을 하고 야간에는 도광판(200)의 빛을 이용해 발전을 하므로 태양전지(100)의 발전효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명이 상기의 실시예에만 특정하여 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통사의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 벗어남 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하고, 그러한 모든 변경 및 수정에 의한 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 태양광 안내판 100: 태양전지
200: 도광판 210: 조명수단
211: 엘이디 램프 212: 기판
300: 보호 패널 310: 인쇄지 삽입부
320: 인쇄지 400: 충전지
500: 제어부 510: 타이머
600: 하우징 610: 지지대

Claims (3)

1. 태양광을 이용해 필요한 전력을 생산하고 생산된 전력을 충전지에 저장하고, 야간에는 충전지에 저장된 자체 전원을 통해 조명수단을 작동시키는 안내판에 있어서,
   태양광을 공급받아 전력을 생산하는 평판 형상의 태양전지(100)와; 상기 태양전지(100)의 상부 전면을 덮도록 설치되며 외부에서 공급된 빛을 전면과 태양전지(100) 방향으로 균일하게 발산시키는 도광판(200)과; 상기 도광판(200)의 일측에 설치되며 상기 도광판(200)에 빛을 공급하는 엘이디 램프(211)가 균일한 간격으로 설치된 조명수단(210)과; 상기 도광판(200)의 전면에 이격되게 설치되는 투명 합성수지재질의 보호 패널(300)과; 상기 도광판(200)과 보호 패널(300) 사이에 이격된 공간에 형성되는 인쇄지 삽입부(310)와; 상기 태양전지(100)에서 생산된 전력을 저장하는 충전지(400)와; 사용자의 설정에 의해 상기 엘이디 램프(211)의 점멸시간이 입력되는 타이머(510)와; 상기 타이머(510)에서 제공된 신호에 의해 엘이디 램프(211)를 점멸시키는 제어부(500)와; 상기 태양전지(100), 도광판(200), 엘이디 램프(211) 및 보호 패널(300)이 설치되는 하우징(600); 및 상기 하우징(600)을 지면으로부터 소정의 높이에 경사지게 설치하는 지지대(610);로 구성되되,
   상기 태양전지(100)와 도광판(200) 및 보호 패널(300)은 상기 하우징(600)의 내부에 설치되고, 상기 태양전지(100)는 보호 패널(300)과 도광판(200)을 통과한 자연광과 도광판(200)에서 발산되는 조명수단(210)의 빛에 의해 전력를 생산하는 것을 특징으로 하는 태양광 안내판.
   
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