特許 7166520 太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-28

(45)【発行日】2022-11-08

(54)【発明の名称】太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/105 20200101AFI20221031BHJP

   H05B 47/19 20200101ALI20221031BHJP

   H05B 47/115 20200101ALI20221031BHJP

【ＦＩ】

H05B47/105

H05B47/19

H05B47/115

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021049562

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022019525

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2021-03-24

(31)【優先権主張番号】10-2020-0088586

(32)【優先日】2020-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】519342297

【氏名又は名称】ソン・チャン・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＵＮＧ ＣＨＡＮＧ ＣＯ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】１４９， （ＳＥＯＣＨＯＮ‐ＤＯＮＧ） ＤＯＮＧＣＨＯＮ‐ＲＯ， ＨＥＵＮＧＤＥＯＫ‐ＧＵ， ＣＨＥＯＮＧＪＵ‐ＳＩ， ＣＨＵＮＧＣＨＥＯＮＧＢＵＫ‐ＤＯ， ２８３５８， ＲＥＰＵＢＬＩＣ ＯＦ ＫＯＲＥＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110002893

【氏名又は名称】弁理士法人ＫＥＮ知財総合事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジェ・ジン・イ

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００３２０３８（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１１１０９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４７／１０５

Ｈ０５Ｂ ４７／１９

Ｈ０５Ｂ ４７／１１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光を用いて光起電力による電気を生成する太陽光パネルと、
前記太陽光パネルから生成される前記電気を貯蔵するバッテリと、
前記電気を前記バッテリに貯蔵するように制御する太陽光コントローラと、
前記バッテリに貯蔵された前記電気を用いて少なくとも１つ以上の街路灯に対する点灯動作を制御する街路灯コントローラと、を含み、
前記太陽光コントローラは、
前記バッテリの充放電状態情報である充電残量情報及び放電時間情報を検出するバッテリ情報検出モジュールと、
検出された前記充電残量情報及び前記放電時間情報をモニタリングサーバに伝送する通信モジュールと、を含み、
前記通信モジュールは、
低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ）を通じて前記充放電状態情報、前記充電残量情報及び前記放電時間情報をモニタリングサーバに伝送し、
前記街路灯に備えられて人の動きを感知する複数個の動きセンサーをさらに含み、
前記動きセンサーは、前記街路灯を基準に一定方位角以上感知できるように放射状に配されており、
複数個の街路灯が備えられている場合に、
前記街路灯コントローラは、前記複数個の街路灯に対するオン／オフ動作を制御するが、前記複数個の街路灯に備えられたそれぞれの動きセンサーの感知信号によって、前記複数個の街路灯に対するディミング制御を行い、
前記街路灯コントローラは、
いずれか１つの街路灯に備えられた動きセンサーのオン／オフ動作順序によって、他の街路灯に対するディミング制御を行うことを特徴とする太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システム。

【請求項2】

前記街路灯コントローラは、
前記街路灯についての点灯状態情報を検出し、前記検出された点灯状態情報を前記太陽光コントローラに伝達し、
前記太陽光コントローラは、前記点灯状態情報を前記モニタリングサーバに伝送することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、街路灯点灯制御に係り、より詳細には、太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

街路灯は、交通の安全と歩行者に対する犯罪予防の保安とのために、街路に沿って所定の距離間隔で設けられた照明施設を言う。ここで、街路とは、車両用道路はもとより、歩行者用通行路をいずれも含む。また、街路灯は、街路周辺を照らすための照明のみを称することもあるが、前記照明を固定するための街路灯電柱（以下、街路用ポール（ｐｏｌｅ）とも称する）を含んで街路灯と呼ぶことが一般的である。
このような街路灯は、高速道路、市街地の主要道路、商業地区道路、及び住宅地区道路など多様な場所に設けられており、それに適当な多種の街路灯が使われている。すなわち、自動車または人が通行する道には、街路を明るくするための街路灯が必須的に設けられている。
従来の街路灯の光源としては、高圧水銀灯、蛍光灯、ナトリウム灯、及び普通の電球灯が使われたが、最近、省エネのために、電力消耗が少なく、光効率が高いＬＥＤランプが使われており、さらに太陽光を用いて電源を供給する太陽光街路灯の使用が増加している実情である。
しかし、前記のような従来技術による太陽光街路灯は、車両や人の有無と関係なく常時点灯されているために、エネルギーを効率的に使用することができず、電力消耗が多い問題点があった。
それを解消するために、最近、車両や人の接近を感知して街路灯を点灯させる技術も研究されている。
しかし、それぞれの街路灯についてのモニタリング情報の収集に限界があり、微細な点灯制御には限界があり、特に、人の移動方向による多数の街路灯の細部的な点灯制御がなされていない問題点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】大韓民国公開特許公報第１０－２００８－００９３２６８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、複数の街路灯に対して個別的に点灯を制御可能にする太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記の課題を解決するための本発明による太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムは、太陽光を用いて光起電力による電気を生成する太陽光パネル；前記太陽光パネルから生成される前記電気を貯蔵するバッテリ；前記電気を前記バッテリに貯蔵するように制御する太陽光コントローラ；及び前記バッテリに貯蔵された前記電気を用いて少なくとも１つ以上の街路灯に対する点灯動作を制御する街路灯コントローラ；を含み、前記太陽光コントローラは、前記バッテリの充放電状態情報である充電残量情報及び放電時間情報を検出するバッテリ情報検出モジュール；及び検出された前記充電残量情報及び前記放電時間情報をモニタリングサーバに伝送する通信モジュール；を含み、前記通信モジュールは、低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ：Ｌｏｗ－Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を通じて前記充放電状態情報、前記充電残量情報及び前記放電時間情報をモニタリングサーバに伝送することを特徴とする。
前記街路灯コントローラは、前記街路灯についての点灯状態情報を検出し、前記検出された点灯状態情報を前記太陽光コントローラに伝達し、前記太陽光コントローラは、前記点灯状態情報を前記モニタリングサーバに伝送することを特徴とする。

【0006】

前記街路灯に備えられて人の動きを感知する複数個の動きセンサーをさらに含み、前記動きセンサーは、前記街路灯を基準に一定方位角以上感知できるように放射状に配されていることを特徴とする。
複数個の街路灯が備えられている場合に、前記街路灯コントローラは、前記複数個の街路灯に対するオン／オフ動作を制御するが、前記複数個の街路灯に備えられたそれぞれの動きセンサーの感知信号によって、前記複数個の街路灯に対するディミング制御を行うことを特徴とする。
前記街路灯コントローラは、いずれか１つの街路灯に備えられた動きセンサーのオン／オフ動作順序によって、他の街路灯に対するディミング制御を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、前記バッテリの充放電状態情報、すなわち、充電残量情報及び放電時間情報を検出して低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ）を通じてモニタリングサーバに伝送可能にし、それぞれの街路灯に対する微細なディミング制御がなされるようにすることで、街路灯の点灯と関連した個別的な制御が容易になされるようにし、また、人の移動方向による多数の街路灯の細部的な点灯制御が容易になされて、電力の無駄使いを最小化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明による太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムを説明する参照図である。

【図2】図１に示された太陽光コントローラを説明する一実施形態のブロック図である。

【図3】本発明による太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムを用いて複数の街路灯の点灯を制御することを例示する参照図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について当業者が容易に実施できるように詳しく説明する。
本発明は、さまざまな異なる形態として具現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。

【0010】

図１は、本発明による太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムを説明する参照図である。
図１を参照すれば、太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムは、太陽光パネル１００、バッテリ２００、太陽光コントローラ３００、街路灯コントローラ４００及び１つ以上の街路灯５００を含みうる。

【0011】

太陽光パネル１００は、太陽光を用いて光起電力による電気を生成する。太陽光パネル１００は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに替えるものであって、太陽光パネル１００に光を照らせば、電位差が発生して、太陽光パネル１００に連結されたバッテリ２００に電気が流れる。

【0012】

バッテリ２００は、太陽光パネル１００から生成される電気を貯蔵する。このために、バッテリ２００は、太陽光コントローラ３００を通じて太陽光パネル１００と電気的に連結されている。バッテリ２００は、充電で入力貯蔵された電流を放電で出力して負荷または電子装備に供給する。

【0013】

太陽光コントローラ３００は、太陽光パネル１００から生成された電気をバッテリ２００に貯蔵するように制御する。

【0014】

図２は、図１に示された太陽光コントローラ３００を説明する一実施形態のブロック図である。
図２を参照すれば、太陽光コントローラ３００は、バッテリ情報検出モジュール３０２及び通信モジュール３０４を含む。

【0015】

バッテリ情報検出モジュール３０２は、バッテリ２００の充放電状態情報として充電残量情報及び放電時間情報を検出することができる。バッテリ情報検出モジュール３０２は、街路灯５００に供給されるバッテリ２００の充電電源に対する電圧を感知して電源残量を検出することができる。このために、バッテリ情報検出モジュール３０２は、バッテリ２００の充電電源に対する電圧を感知し、該感知された電圧に対応する電圧信号を発生する電圧感知回路（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｅｔｅｃｔ Ｂｌｏｃｋ）を含むか、バッテリ２００に供給される充電電源の電流量を感知し、該感知された電流量に対応する電流信号を発生する電流感知回路（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔ Ｂｌｏｃｋ）を含みうる。バッテリ情報検出モジュール３０２は、感知された電圧及び電流量を通じて充電電源の平均消耗電力値を検出することができる。これにより、バッテリ情報検出モジュール３０２は、検出された平均消耗電力値を通じてバッテリ２００に充電された電源の電源残量を検出することができる。バッテリ情報検出モジュール３０２は、感知されたアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータを含みうる。バッテリ情報検出モジュール３０２は、既定の周期によって充電電源の電源残量をデジタル値に変換することができる。

【0016】

また、バッテリ情報検出モジュール３０２は、検出された充電残量情報に対応する放電時間を算出する。このために、バッテリ情報検出モジュール３０２は、中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）、アプリケーションプロセッサ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＡＰ）、またはコミュニケーションプロセッサ（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＣＰ）のうち１つまたはそれ以上を含みうる。

【0017】

バッテリ情報検出モジュール３０２は、検出された充電残量情報を演算してバッテリ２００に残っている電源残量の残量放電時間を算出することができる。このために、バッテリ情報検出モジュール３０２は、電源残量に対応する放電時間についてのテーブル情報を利用することができ、このようなテーブル情報は、メモリにあらかじめ保存されている。

【0018】

通信モジュール３０４は、バッテリ情報検出モジュール３０２から検出された前記充電残量情報及び前記放電時間情報をモニタリングサーバ６００に伝送する。通信モジュール３０４は、有線または無線通信網を通じて充電残量情報及び前記放電時間情報を伝送する。特に、通信モジュール３０４は、低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ）を通じて充電残量情報及び放電時間情報をモニタリングサーバ６００に伝送しうる。低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ）は、サービス範囲が非常に広く（１０ｋｍ以上）、秒当たり数百キロビット（ｋｂｐｓ）ほどの通信速度を提供する低電力の無線通信網を言う。例えば、低電力広域通信網（ＬＰＷＡＮ）として、ＬｏＲａＷＡＮ、ＳＩＧＦＯＸ、ＬＴＥ－ＭＴＣ（ＬＴＥ Ｍａｃｈｉｎｅ－Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、狭帯域モノのインターネット（ＮＢ－ＩｏＴ）などの通信網を含む。一方、通信モジュール３０４は、通信網は、インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）または高速のサービスを提供するための通信網を通じて伝送することもできる。

【0019】

街路灯コントローラ４００は、バッテリ２００に貯蔵された電気を用いて少なくとも１つ以上の街路灯５００に対する点灯動作を制御する。このために、街路灯コントローラ４００は、太陽光コントローラ３００を通じてバッテリ２００と連結されている。
街路灯コントローラ４００は、バッテリ２００から供給される電源を用いて街路灯５００の点灯／オフを制御することができ、また、街路灯５００に備えられた動きセンサーのオン／オフ動作順序によって、他の街路灯に対するディミング制御を行うことができる。ディミング制御は、街路灯５００のオン／オフ動作だけではなく、街路灯５００の明るさを調節する動作を意味する。これについての詳細な説明は後述する。

【0020】

また、街路灯コントローラ４００は、街路灯についての点灯状態情報を検出する。点灯状態情報は、街路灯５００の点灯／オフ状態を示す情報であり、また、街路灯５００のディミング制御による状態情報を含みうる。街路灯コントローラ４００は、街路灯についての点灯状態情報を検出すれば、該検出された点灯状態情報を太陽光コントローラ３００に伝達する。これにより、太陽光コントローラ３００は、街路灯コントローラ４００から受信された点灯状態情報をモニタリングサーバ６００に伝送する。

【0021】

街路灯５００は、少なくとも１つ以上備えられており、望ましくは、複数個が備えられている。街路灯５００は、街路灯コントローラ４００によって供給された電源によって点灯動作を行う。街路灯５００は、モニタリングサーバ６００または管理者の設定によって、日没時間情報及び日出時間情報によって日没直後、最大明るさで点灯し、深夜時間にディミング制御を通じて稼動時間を最大化することができ、充電電力の不足時に、さらに電力消費を減らすディミング制御や隔灯制御を行うことができる。

【0022】

また、街路灯５００のそれぞれは、人の動きを感知する複数個の動きセンサーを含んでいる。動きセンサーは、前記街路灯を基準に一定方位角以上感知できるように放射状に配されている。

【0023】

図３は、本発明による太陽光発電モニタリングのためのＩｏＴ制御及び街路灯点灯制御システムを用いて複数の街路灯の点灯を制御することを例示する参照図である。
図３を参照すれば、街路灯Ａは、第１動きセンサーが第１方向（ｉ）に位置し、第２動きセンサーが第２方向（ｉｉ）に位置し、第３動きセンサーが第３方向（ｉｉｉ）に位置している。また、街路灯Ｂは、第４動きセンサーが第１方向（ｉ）に位置し、第５動きセンサーが第２方向（ｉｉ）に位置し、第６動きセンサーが第３方向（ｉｉｉ）に位置している。また、街路灯Ｃは、第７動きセンサーが第１方向（ｉ）に位置し、第８動きセンサーが第２方向（ｉｉ）に位置し、第９動きセンサーが第３方向（ｉｉｉ）に位置している。また、街路灯Ｄは、第１０動きセンサーが第１方向（ｉ）に位置し、第１１動きセンサーが第２方向（ｉｉ）に位置し、第１２動きセンサーが第３方向（ｉｉｉ）に位置している。また、街路灯Ｄは、第１３動きセンサーが第１方向（ｉ）に位置し、第１４動きセンサーが第２方向（ｉｉ）に位置し、第１５動きセンサーが第３方向（ｉｉｉ）に位置している。また、街路灯Ｅは、第１６動きセンサーが第１方向（ｉ）に位置し、第１７動きセンサーが第２方向（ｉｉ）に位置し、第１８動きセンサーが第３方向（ｉｉｉ）に位置している。

【0024】

街路灯コントローラ４００は、複数個の街路灯５００に対するオン／オフ動作を制御するが、複数個の街路灯５００に備えられたそれぞれの動きセンサーの感知信号によって複数個の街路灯に対するディミング制御を行う。すなわち、街路灯コントローラ４００は、いずれか１つの街路灯に備えられた動きセンサーのオン／オフ動作順序によって、他の街路灯に対するディミング制御を行うことができる。このために、街路灯コントローラ４００は、街路灯５００のそれぞれに備えられた動きセンサーの感知順序に対応する点灯制御情報をテーブル情報として保存することができる。このような、テーブル情報は、人の移動方向に対応する街路灯のそれぞれの点灯／オフ情報またはディミング制御情報を含みうる。

【0025】

例えば、図３に示したように、人が街路灯Ａの第１方向（ｉ）に進入して第３方向（ｉｉｉ）に移動すると仮定すれば、街路灯Ａの第１動きセンサー及び第３センサーが順次に人の接近を感知する。これにより、街路灯コントローラ４００は、街路灯Ａを点灯させ、明るさも増加するようにディミング制御を行う。また、街路灯コントローラ４００は、第１センサー及び第３センサーの順次な感知信号によって、人の移動方向を検出する。次いで、街路灯コントローラ４００は、人の移動方向に位置する街路灯Ｃを点灯させ、明るさも増加するようにディミング制御を行う。したがって、街路灯コントローラ４００の点灯制御によって、街路灯Ｃが点灯状態になる。この際、街路灯コントローラ４００は、街路灯Ｃ以外の他の街路灯（街路灯Ｂ、街路灯Ｄ、街路灯Ｅ）に対しては、消灯状態になるように制御するか、明るさが減少するように制御する。

【0026】

モニタリングサーバ６００は、太陽光発電設備についてのモニタリング情報を管理するサーバであって、例えば、バッテリ２００と関連した状態情報を収集及び管理する機能を行う。特に、モニタリングサーバ６００は、太陽光コントローラ３００から伝送されたバッテリ２００の充放電状態情報を受信し、それをディスプレイ画面上に表示することができる。例えば、モニタリングサーバ６００は、バッテリ２００の充放電状態情報としてバッテリ２００の充電残量情報または放電時間情報を受信し、それを画面上に表示することができる。管理者は、それを通じて太陽光発電設備についての状態情報を確認することができる。

【0027】

以上のように、本発明の実施形態を説明したが、本発明の明細書に開示された実施形態は、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲によって解析されなければならず、それと均等な範囲内にあるあらゆる技術も、本発明の範囲に含まれると解釈しなければならない。

【符号の説明】

【0028】

１００：太陽光パネル
２００：バッテリ
３００：太陽光コントローラ
４００：街路灯コントローラ
５００：１つ以上の街路灯

【図1】

【図2】

【図3】