[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20130016778A - Day lighting device and hybrid lighting system using it - Google Patents

Day lighting device and hybrid lighting system using it Download PDF

Info

Publication number
KR20130016778A
KR20130016778A KR1020110078886A KR20110078886A KR20130016778A KR 20130016778 A KR20130016778 A KR 20130016778A KR 1020110078886 A KR1020110078886 A KR 1020110078886A KR 20110078886 A KR20110078886 A KR 20110078886A KR 20130016778 A KR20130016778 A KR 20130016778A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
illuminance
sunlight
relay lens
light collecting
Prior art date
Application number
KR1020110078886A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101319288B1 (en
Inventor
오세대
이용규
김희정
Original Assignee
주식회사 엔에스넷
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엔에스넷 filed Critical 주식회사 엔에스넷
Priority to KR1020110078886A priority Critical patent/KR101319288B1/en
Publication of KR20130016778A publication Critical patent/KR20130016778A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101319288B1 publication Critical patent/KR101319288B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
    • F21S9/03Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S19/00Lighting devices or systems employing combinations of electric and non-electric light sources; Replacing or exchanging electric light sources with non-electric light sources or vice versa
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/04Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a generator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/72Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps in street lighting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: A sun light condensing device and a hybrid lighting system using the same are provided to maximize energy efficiency by using both the sun light condensing device and an artificial lighting device and maximizing a use of a natural lighting device. CONSTITUTION: A first condensing member(10) reflects incoming sun light to focal region. A second condensing member(20) is formed in a focal region of the first condensing member. The second condensing member converts reflected and condensed sun light from the first condensing member to similar parallel rays. A reflecting member traces and reflects the sun light. A optical transmission member(50) transmit converted similar parallel rays from the second condensing member. The optical transmission member includes at least one relay lens module which condenses similar parallel rays.

Description

태양광 집광 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명 시스템 {Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It}Solar lighting device and hybrid lighting system using the same {Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It}

본 발명은 태양광 집광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제 1 집광부재의 초점 영역에 제 2 집광부재를 형성함으로써, 상기 제 1 집광부재를 통해 초점 영역에 집광된 태양광을 상기 제 2 집광부재를 통해 레이저광과 같은 직진 평행광으로 변환시켜 고 광속의 태양광을 실내에 공급할 수 있는 태양광 집광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar light concentrating device, and more particularly, by forming a second light collecting member in a focus region of a first light collecting member, the second light condensing of sunlight collected in a focus region through the first light collecting member. It relates to a solar light concentrating device capable of supplying high-speed solar light to a room by converting it into straight parallel light such as laser light through the member.

그리고 상기 자연 채광 장치와 인공 조명을 혼용하여 사용하고, 자연 채광 장치를 최대한 이용함으로써 에너지 절약이 가능한 하이브리드 조명 시스템에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a hybrid lighting system capable of saving energy by using a combination of the natural light device and artificial light, and making the most of the natural light device.

본 발명은 건물 지붕 또는 건물 입면에 형성되거나, 가로등 및 열주 등 독립형 구조로 형성되는 모든 태양광 집광 시스템에 적용될 수 있다.
The present invention can be applied to any solar condensing system that is formed on a building roof or an elevation of a building, or is formed as a stand-alone structure such as a street lamp and a colonnade.

현재까지 연구개발되었거나 상용화된 태양광 집광 시스템은 크게 광덕트를 이용한 고정식 채광 시스템과 태양 추적식 렌즈(구면렌즈 또는 프레넬 렌즈)를 이용하여 집광하는 시스템 등이 활용되고 있다.Until now, research and development or commercialization of solar concentrating systems are mainly used for the fixed light system using light ducts and the system for condensing using sun-traced lenses (spherical lens or Fresnel lens).

광덕트를 이용한 고정식 채광시스템의 경우 태양추적 방식에 비하여 태양광의 집광 효율을 낮으나, 천공의 상태(기상상태)에 큰 영향 없이 채광이 가능한 장점이 있으며, 반대로 태양 추적방식 시스템의 경우 태양이 있는 청천공 또는 부분 담천공에만 채광이 가능하고 집광효율이 높은 장점이 있다. In the case of the fixed mining system using the light duct, the light collecting efficiency of the solar light is lower than that of the solar tracking method, but there is an advantage that the light can be mined without having a great influence on the state of the sky (weather state). It is possible to mine only the ball or the partial piercing and has the advantage of high light collection efficiency.

두 종류의 채광시스템의 우수성을 단순 비교하기는 어려우며, 이러한 장단점을 감안하여 고정식 채광시스템의 경우 실내 전반조명용으로 활용되고 태양추적식의 경우 실내 국부 조명용으로 활용되어지고 있다.It is difficult to simply compare the excellence of the two types of mining systems, and in view of these advantages and disadvantages, fixed mining systems are used for general interior lighting and solar tracking are used for indoor local lighting.

특히 태양추적식 자연채광시스템은 집광원리에 따라 반사거울방식(평면 또는 곡면 반사체)과 렌즈방식으로 구분되며, 광전송 방식에 따라서는 반사거울방식과 광섬유방식으로 구분된다. In particular, the sun-tracked natural light system is classified into the reflection mirror method (plane or curved reflector) and the lens method according to the condensing principle, and is classified into the reflection mirror method and the optical fiber method according to the light transmission method.

반사거울 방식의 경우 별도의 집광부 없이 반사거울에 의한 태양광 전송으로 원거리 전송에 유리하지만, 반사거울의 크기와 광전송 공간이 충분히 확보되어야 하는 문제가 있으며, 렌즈방식의 경우 광섬유를 이용한 광전송으로 인하여 광전송 거리의 한계(30m 이내)와 광섬유의 경제성의 한계로 실용성이 떨어지는 문제가 있다.In the case of the reflection mirror method, it is advantageous for the long distance transmission by the solar transmission by the reflection mirror without a separate light collecting unit, but there is a problem that the size of the reflection mirror and the light transmission space must be sufficiently secured. In the case of the lens method, due to the optical transmission using the optical fiber Due to the limitation of the optical transmission distance (within 30m) and the economical efficiency of the optical fiber, there is a problem that the practicality falls.

특히, 종래의 태양광 집광 시스템은 공통적으로 집광된 태양광이 확산성을 가지므로 광속이 낮으며 광 전송이 어려우며, 전송과정에서 방향 전환시 광 손실이 크게 발생하여 먼거리까지 태양광 전송이 불가능한 문제가 있었다.
In particular, the conventional solar condensing system has a low light flux and difficult to transmit light since the condensed sunlight has a common diffusivity, and a large loss of light occurs when changing directions in the transmission process, making it impossible to transmit sunlight to a long distance. There was.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 집광된 태양광을 레이저광과 같은 직진성이 강한 고 광속의 평행광으로 변환시켜 광전송 효율이 높은 태양광 집광 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solar light concentrating device having high light transmission efficiency by converting concentrated solar light into high-parallel beams of high linearity such as laser light. .

그리고 상기 자연 채광 장치와 인공 조명 장치를 혼용하여 이용하고, 자연 채광 장치를 최대한 이용함으로써 에너지 소모를 감소시켜 에너지 효율을 최대화할 수 있는 하이브리드 조명 시스템을 제공하는 데 있다.
In addition, the present invention provides a hybrid lighting system capable of maximizing energy efficiency by reducing energy consumption by using a combination of the natural light device and the artificial lighting device and maximizing the natural light device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 태양광 집광 장치는 입사되는 태양광을 초점영역으로 반사시키는 제 1 집광부재와 상기 제 1 집광부재의 초점영역에 형성되어 상기 제 1 집광부재로부터 반사되어 초점영역에 집광된 태양광을 고광속의 유사 평행광으로 변환하는 제 2 집광부재 및 상기 제 2 집광부재로부터 변환된 유사 평행광을 전송하는 광전송 부재를 포함하되, 상기 광전송부재는 상기 유사 평행광이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 상기 유사 평행광을 집중시키는 적어도 하나의 릴레이 렌즈 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the solar light collecting apparatus according to the present invention is formed in a focusing region of a first condensing member and the first condensing member to reflect incident sunlight into a focus region, and is reflected from the first condensing member. And a second condensing member for converting the sunlight condensed in the focus region into high parallel beams of similar light and a light transmission member for transmitting the similar parallel light converted from the second condensing member, wherein the light transmission member is the pseudo parallel light. And at least one relay lens module for concentrating the similar parallel light to prevent the diffusion and loss.

상기 제 1 집광부재는 상기 광전송부재와 연결되는 중앙부의 관통홀을 구비한 포물곡면 형태의 오목 반사거울 또는 프레넬 렌즈로 형성된 것을 특징으로 한다.The first condensing member may be formed of a concave reflection mirror or a Fresnel lens having a parabolic curved surface having a through hole at a center portion connected to the light transmitting member.

그리고 상기 제 2 집광부재는 포물곡면 형태의 볼록 반사거울로 형성된 것을 특징으로 한다.The second condensing member may be formed of a convex reflective mirror having a parabolic curved surface.

또한, 상기 제 1 집광부재와 수직 또는 수평으로 이격되어 형성되고, 상기 제 1 집광부재에 태양광을 수직 또는 수평으로 입사시키는 반사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first light collecting member is formed to be spaced apart vertically or horizontally, characterized in that it further comprises a reflecting member for injecting sunlight into the first light collecting member vertically or horizontally.

상기 릴레이 렌즈 모듈은 릴레이 렌즈의 초점 거리(F) 이내에 다음 릴레이 렌즈 모듈이 형성되거나, 또는 초점 영역을 지나 교차하는 태양광이 이웃하는 릴레이 렌즈를 벗어나지 않는 최대 거리(M) 마다 형성된 것을 특징으로 한다. The relay lens module is characterized in that the next relay lens module is formed within the focal length (F) of the relay lens, or formed at the maximum distance (M) that the sunlight crossing through the focal region does not leave the neighboring relay lens. .

그리고 상기 릴레이 렌즈 모듈은 상기 광전송 부재 사이에 결합되는 소켓과 상기 소켓 내부에 삽입되어 장착되는 릴레이 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.The relay lens module may include a socket coupled between the optical transmission member and a relay lens inserted into and mounted in the socket.

또한, 상기 릴레이 렌즈는 오목렌즈 또는 볼록렌즈로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the relay lens is characterized in that consisting of a concave lens or a convex lens.

그리고 상기 릴레이 렌즈는 오목렌즈와 볼록렌즈가 결합된 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.The relay lens is characterized in that the concave lens and the convex lens is configured in combination.

또한, 상기 광전송부재는 태양광을 전송하는 전송유닛과 상기 태양광의 경로를 변경하는 경로변경 유닛을 포함하되, 상기 전송유닛과 경로변경 유닛은 적어도 두개 이상 블럭 형태로 조합되는 것을 특징으로 한다.The optical transmission member may include a transmission unit for transmitting sunlight and a path changing unit for changing a path of the sunlight, wherein the transmission unit and the path changing unit are combined in at least two blocks.

그리고 상기 전송유닛은 외피 역할을 하는 커버부와 상기 커버부 내측에 형성된 경면처리된 반사 코팅부와 상기 반사 코팅부 내부에 태양광이 전송되는 중공된 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the transmission unit is characterized in that it comprises a cover portion that serves as an outer cover, a mirror-treated reflective coating formed on the inside of the cover portion and the hollow transmission unit for transmitting sunlight inside the reflective coating.

또한, 상기 경로변경 유닛은 상기 전송유닛이 결합되는 결합부와 태양광의 경로를 변경하기 위한 프리즘 또는 반사거울로 형성된 경로 변경부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The path changing unit may include a coupling part to which the transmission unit is coupled and a path changing part formed of a prism or a reflection mirror for changing a path of sunlight.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 조명 시스템은 상기에서 설명한 태양광 집광 장치와 조명기구에 의해 인공적으로 조명을 공급하는 인공조명장치 및 상기 자연 채광 장치에 의한 자연 조명과 인공조명장치에 의한 인공 조명을 혼용하여 제어하는 하이브리드 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the hybrid lighting system according to a preferred embodiment of the present invention is an artificial lighting device for artificially supplying light by the solar light concentrating device and the lighting apparatus described above and by the natural lighting and artificial lighting device by the natural light device Characterized in that it comprises a hybrid controller for controlling the artificial lighting mixed.

여기서, 상기 인공조명장치는 인공조명을 제공하기 위해 설치되는 적어도 하나의 조명기구와 상기 하이브리드 제어장치의 제어에 따라 상기 조명기구를 제어하는 조명기구 제어부 및 상기 조명기구에 전력을 공급하는 태양광 발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the artificial lighting device is at least one luminaire which is installed to provide artificial lighting and the luminaire control unit for controlling the luminaire under the control of the hybrid controller and the solar power generation for supplying power to the luminaire It is characterized by including a wealth.

그리고 상기 태양광 발전부는 태양광으로부터 열에너지를 축적하는 태양전지 모듈과 상기 태양전지 모듈에 의해 축적된 열에너지를 전기에너지로 변환하는 컨버터와 상기 컨버터에 의해 변환된 전기에너지를 저장하는 축전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The photovoltaic unit includes a solar cell module that accumulates thermal energy from sunlight, a converter that converts thermal energy accumulated by the solar cell module into electrical energy, and a capacitor that stores the electrical energy converted by the converter. It features.

또한, 상기 하이브리드 제어장치는 실내의 조도를 측정하는 조도센서와 최적 조도를 위한 최소 기준 조도값을 저장하는 메모리와 상기 조도센서로부터 측정된 조도값이 상기 메모리에 저장된 최소 기준 조도값보다 작을 경우 상기 인공조명장치를 작동시키도록 제어하는 하이브리드 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. The hybrid controller may further include a memory for storing an illuminance sensor for measuring an illuminance in a room, a memory for storing a minimum reference illuminance value for optimum illuminance, and an illuminance value measured from the illuminance sensor is smaller than a minimum reference illuminance value stored in the memory. It characterized in that it comprises a hybrid control module for controlling to operate the artificial lighting device.

여기서, 상기 하이브리드 제어모듈은 상기 조도센서로부터 측정된 조도값이 상기 메모리에 저장된 최소 기준 조도값보다 작은 경우 상기 조명기구의 동작을 조도 단계별로 설정하고, 최소 조도 단계로 조명기구를 동작시킨 상태에서 측정된 조도 값이 최소 기준 조도값 이하인 경우 상위 조도 단계로 조명기구를 동작시키는 과정을 최소 기준 조도값 이상이 될 때까지 반복하여 실내 조도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.Here, the hybrid control module, when the illuminance value measured from the illuminance sensor is smaller than the minimum reference illuminance value stored in the memory, sets the operation of the luminaire in the illuminance step, and operates the luminaire in the minimum illuminance step. When the measured illuminance value is less than or equal to the minimum reference illuminance value, the process of operating the luminaire in the upper illuminance level is repeated until the minimum illuminance value is equal to or greater than the minimum illuminance value.

그리고 상기 하이브리드 제어모듈은 상기 조도센서로부터 측정된 조도값이 상기 메모리에 저장된 최대 기준 조도값보다 높은 경우 현재 조도 단계보다 낮은 차하위 조도 단계로 조명기구를 동작시킨 상태에서 측정된 조도 값이 최소 기준 조도값 이하인 경우 그다음 차하위 조도 단계로 조명기구를 동작시키는 과정을 최대 기준 조도값 이하가 될 때까지 반복하여 실내 조도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
The hybrid control module may measure the illuminance value measured in the state where the luminaire is operated at a lower and lower illuminance level lower than the current illuminance level when the illuminance value measured by the illuminance sensor is higher than the maximum reference illuminance value stored in the memory. In the case of the illuminance value, the process of operating the lighting fixture in the next lower and lower illuminance step is repeated until the maximum reference illuminance value is less than, and the indoor illuminance is kept constant.

본 발명은 집광된 태양광을 레이저광과 같은 직진성이 강한 고광속의 평행광으로 변환시켜 광전송 효율이 높을 뿐만 아니라, 전송 거리의 제약없이 태양광을 전송할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.The present invention converts the concentrated solar light into parallel light of high luminous flux, such as a laser beam, and not only has high light transmission efficiency, but also has an excellent effect of transmitting sunlight without limitation of transmission distance.

그리고 태양광 집광 장치와 인공 조명 장치를 혼용하여 이용하고, 자연 채광 장치를 최대한 이용함으로써 에너지 소모를 감소시켜 에너지 효율을 최대화할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
In addition, by using the solar light concentrating device and artificial lighting device in combination, and using the natural light device to the maximum, it is possible to reduce energy consumption and maximize energy efficiency.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 1b는 도 1a에 반사부재를 더 포함하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전송의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연 채광 시스템의 적용 예시도이다.
도 4는 도 3a와 같은 건물 입면에 형성되는 수직형 자연 채광 시스템의 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 제1집광부재 및 반사부재가 2개 형성된 것을 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 전송부재의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6b는 내부 단면도이고, 도 6c는 유닛으로 구성된 광 전송부재의 결합을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연 채광 장치가 건물 입면에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하이브리드 조명 시스템을 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 하이브르드 제어부가 인공조명을 제어하는 과정을 도시한 것으로, 도 9a는 실내 조도가 최소 기준 조도 이하인 경우의 제어과정을 도시한 것이고, 도 9b는 실내 조도가 최대 기준 조도 이상인 경우의 제어과정을 도시한 것이다.
FIG. 1A is a conceptual diagram schematically showing a natural light device according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a conceptual diagram further including a reflective member in FIG. 1A.
2 is a schematic diagram of solar transmission according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view of applying a natural light system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a vertical natural light system formed on an elevation of a building as shown in FIG. 3A.
FIG. 5 illustrates that two first light collecting members and two reflecting members of FIG. 4 are formed.
6A is a perspective view schematically illustrating a structure of a light transmission member according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 6B is an internal cross-sectional view, and FIG. 6C illustrates a coupling of a light transmission member composed of a unit.
Figure 7 shows a state in which the natural light device according to an embodiment of the present invention is installed on the building facade.
8 is a system configuration diagram schematically showing a hybrid lighting system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a process of controlling artificial lighting by the hybrid controller according to the present invention. FIG. 9A illustrates a control process when the indoor illuminance is less than or equal to the minimum reference illuminance, and FIG. 9B illustrates a maximum reference illuminance. The control process in the above case is shown.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 집광 장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 1b는 도 1a에 반사부재를 더 포함하는 개념도이고, 도 1c는 도 1b에 따른 태양광 집광 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.1A is a conceptual view schematically showing a solar light collecting device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 1B is a conceptual view further including a reflecting member in FIG. 1A, and FIG. 1C is a light collecting device according to FIG. 1B. It is a schematic perspective view.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자연 채광 장치는 입사된 태양광을 집광하는 제 1 집광부재(10)와 상기 제 1 집광부재의 초점부분에 형성되어 상기 제 1 집광부재로부터 집광된 태양광을 고광속의 유사 평행광으로 변환하는 제 2 집광부재(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 태양광을 추적하여 반사시키는 반사부재(30)를 더 포함할 수 있다.1 and 2, the natural light emitting device according to the present invention is formed in a focusing part of the first light collecting member 10 and the first light collecting member to collect incident sunlight and is collected from the first light collecting member. It characterized in that it comprises a second light collecting member 20 for converting sunlight into high parallel luminous parallel light. Here, it may further include a reflecting member 30 for tracking and reflecting sunlight.

상기 제 1 집광부재(10)는 상기 반사부재로부터 반사된 태양광을 초점에 집광시키는 역할을 담당한다.The first light collecting member 10 serves to focus the sunlight reflected from the reflecting member to a focal point.

이를 위해, 상기 제 1 집광부재(10)는 포물곡면 형태의 오목 반사거울로 형성될 수 있으며 초점의 수직 상부인 중앙부에 태양광을 전송하기 위한 관통홀(110)을 구비한다.To this end, the first light collecting member 10 may be formed as a concave reflection mirror having a parabolic curved surface, and has a through hole 110 for transmitting sunlight to a central portion that is vertically above the focal point.

또한, 상기 제 1 집광부재(10)는 평면 형태의 프레넬 렌즈로 구성되어 태양광을 제 2 집광부재(20)로 집중시킬 수 있다.In addition, the first light collecting member 10 may be configured as a flat Fresnel lens to concentrate sunlight to the second light collecting member 20.

여기서, 상기 제 1 집광부재(10)가 포물곡면 형태의 오목 반사 거울로 형성될 경우 포물곡면 형상으로 인해 제 1 집광부재(10)가 차지하는 면적이 커져서 공간상의 제약 및 제조, 설치상의 문제가 발생할 수 있으나, 도 2와 같이 평면 형태의 프레넬 렌즈로 형성할 경우 상기와 같은 문제없이 태양광을 집중시킬 수 있다.Here, when the first light collecting member 10 is formed as a concave reflective mirror having a parabolic curved surface, the area occupied by the first light collecting member 10 is increased due to the parabolic curved shape, which may cause space limitation, manufacturing, and installation problems. However, when formed as a planar Fresnel lens as shown in Figure 2 can concentrate the sunlight without the above problem.

상기 제 2 집광부재(20)는 상기 제 1 집광부재(10)로부터 초점으로 집광된 태양광을 고 광속(光束)의 태양광으로 변환하여 상기 관통홀(110)로 입사시킨다.The second light collecting member 20 converts the sunlight collected from the first light collecting member 10 to the focal point into sunlight having a high luminous flux and enters the through hole 110.

여기서, 상기 제 2 집광부재(20)는 포물곡면 형태의 볼록 반사거울로 형성될 수 있다.Here, the second light collecting member 20 may be formed as a convex reflective mirror having a parabolic curved surface.

상기 제 2 집광부재(20)가 오목 반사거울로 형성될 경우 제 1 집광부재에 의해 집광된 빛이 초점을 지나 오목거울에서 반사되어 평행광을 구성하게 되고 공간상에 집광된 빛이 초점에서 모이게 되는 경우 과도한 열의 발생과 화재의 위험은 물론 오목거울 표면에 열부하가 발생되어 평행광을 구성하기 위한 반사특성When the second light collecting member 20 is formed as a concave reflection mirror, the light collected by the first light collecting member passes through the focus and is reflected by the concave mirror to form parallel light, and the light collected in the space is collected at the focus. Reflections to form parallel light due to excessive heat and risk of fire as well as heat load on concave mirror surface.

에 영향을 미칠 수 있으므로 제 2 집광부재는 볼록 반사거울로 형성하는 것이 바람직하다.The second condensing member is preferably formed of a convex reflecting mirror because it may affect.

그리고 상기 볼록 반사거울 배면에는 보다 효율적인 방열을 위해 방열판이 더 형성될 수 있다.In addition, a heat sink may be further formed on the rear surface of the convex reflection mirror for more efficient heat dissipation.

본 발명에 따른 태양광 집광 장치는 도 1c와 같이 제 1 집광부재가 케이스 내에 실장되고, 상기 케이스 전면에서 제 2 집광부재가 초점 영역에 고정 설치되는 구조로 형성되고, 상기 제 1 집광부재의 관통홀을 통해 광전송 부재가 결합된다. The solar light collecting apparatus according to the present invention has a structure in which a first light collecting member is mounted in a case and a second light collecting member is fixedly installed at a focus area on the front of the case, as shown in FIG. 1C, and penetrates the first light collecting member. The light transmission member is coupled through the hole.

그리고 반사부재(30)는 입사되는 태양광을 반사시켜 제 1 집광부재(10)로 태양광을 전달하는 역할을 담당하고, 태양광을 최대로 제 1 집광부재(10)로 전달하기 위해 태양 추적이 가능하도록 구성될 수 있다.And the reflecting member 30 is responsible for transmitting the sunlight to the first light collecting member 10 by reflecting the incident sunlight, and tracking the sun to deliver the maximum sunlight to the first light collecting member 10 This may be configured to enable.

이를 위해, 상기 반사부재(30)는 태양광을 반사시키는 반사부와 상기 반사부를 상하, 좌우 회전시키는 회전부와 태양광을 추적하여 상기 회전부의 회전을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the reflective member 30 may be configured to include a reflector for reflecting sunlight, a rotating part for rotating the reflector up and down, left and right, and a control unit for controlling the rotation of the rotating unit by tracking the sunlight.

도 3은 태양광 전송의 모식도이다.3 is a schematic diagram of solar transmission.

도 3을 참조하면, 태양과 지구는 거리와 크기 차이로 인해 태양과 지구 사이에는 0.5도 각도 차이가 발생하고, 상기와 같이 발생하는 각도 차이로 인해 태양으로부터 입사되는 태양광을 제 1 집광부재(10)와 제 2 집광부재(20)를 통해 집광된 태양광은 고광속의 태양광이긴 하지만, 이상적인 완전한 평행광이 아닌 약간 확산되는 형태의 유사 평행광 형태를 가질 수 밖에 없다.Referring to FIG. 3, the sun and the earth have a 0.5 degree angle difference between the sun and the earth due to a difference in distance and size, and the first light collecting member receives sunlight incident from the sun due to the angle difference. 10) and the second solar light collected through the second light collecting member 20, although the high luminous flux of sunlight, but not ideally parallel parallel light has a form of similar parallel light of slightly diffused form.

결국, 이론적으로 태양과 지구의 각도 차이로 인해 태양으로부터 입사되는 태양광 자체가 일정한 경사를 가지고 있으므로 완전한 평행광으로 집광될 수 없다.After all, theoretically, due to the difference in the angle between the sun and the earth, the sunlight itself, which is incident from the sun, has a certain inclination and cannot be condensed into perfect parallel light.

따라서, 상기 제 2 집광부재(20)를 통해 집광된 유사 평행광은 전송 부재를 통해 전송하면서 확산되는 태양광에 의해 광 손실이 발생하게 되고, 전송 거리가 길어지면 질수록 태양광 손실이 증가되는 문제가 있다.Therefore, the light loss is generated by the sunlight diffused through the transmitting member while the pseudo parallel light collected through the second light collecting member 20 increases, and the longer the transmission distance, the higher the light loss. there is a problem.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 광전송 부재 내에 상기 유사 평행광이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 상기 유사 평행광을 다시 집광시켜 전송하는 릴레이 렌즈를 포함하여 구성될 수 있다.In order to solve the above problems, in order to prevent the similar parallel light from being diffused and lost in the light transmission member, the relay lens may be configured to transmit the same parallel light again.

도 4는 본 발명에 따른 전송 부재 내에 릴레이 렌즈 모듈을 포함하는 태양광 집광 장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 도 4의 릴레이 렌즈의 상세 구성도이다.4 is a view schematically illustrating a solar light collecting device including a relay lens module in a transmission member according to the present invention, and FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the relay lens of FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제 2 집광부재(20)를 통해 집광된 유사 평행광은 전송 부재 내에서 전송 거리에 따라 확산이 일어나게 되고, 상기 확산된 광은 전송 거리가 길어질수록 광 손실되게 되므로 광전송 부재 내에 확산되는 유사 평행광을 집중시켜 전송하는 릴레이 렌즈 모듈(60)이 일정 간격마다 형성될 수 있다.4 and 5, the pseudo parallel light collected through the second light collecting member 20 is diffused according to the transmission distance in the transmission member, and the diffused light is light lost as the transmission distance becomes longer. Therefore, the relay lens module 60 for concentrating and transmitting similar parallel light diffused in the light transmission member may be formed at regular intervals.

상기 릴레이 렌즈 모듈(60)은 광 전송부재(50)사이에 형성된 소켓(610)과 상기 소켓 내에 삽입되어 장착되는 릴레이 렌즈(620)를 포함하여 구성될 수 있다.The relay lens module 60 may include a socket 610 formed between the light transmission members 50 and a relay lens 620 inserted into and mounted in the socket.

상기 릴레이 렌즈(620)는 도 5와 같이 오목렌즈와 볼록렌즈가 결합된 형태로 구성되어 확산되는 광을 다시 집중시킬 수 있도록 구성될 수 있다.The relay lens 620 may be configured in such a way that the concave lens and the convex lens are combined as shown in FIG. 5 so as to concentrate the diffused light again.

또한, 상기 릴레이 렌즈는 단일의 오목렌즈 또는 볼록렌즈로 구성될 수도 있으나, 단일의 오목렌즈로 구성될 경우 집광된 광이 초점을 렌즈 근방에 형성되어 집광된 광이 다시 확산될 수 있으며, 이 경우 릴레이 렌즈가 촘촘히 배치되어야 하므로 소요되는 릴레이 렌즈의 수가 증가하게 되고, 이에 따라 설치 비용이 증가하고, 릴레이 렌즈 설치에 따른 시공성이 떨어질 수 있다.In addition, the relay lens may be configured as a single concave lens or a convex lens, but when configured as a single concave lens, the focused light may be formed near the lens and the focused light may be diffused again. Since the relay lenses must be closely arranged, the number of relay lenses required increases, thereby increasing the installation cost and deteriorating the workability due to the installation of the relay lenses.

그리고 상기 릴레이 렌즈가 단일의 볼록렌즈로 구성될 경우 오목 렌즈에 비해 광의 초점영역이 길어지는 효과는 발생하지만, 광의 밀도가 낮은 상태로 광이 전송되므로 집광효율이 떨어질 수 있다.In addition, when the relay lens is composed of a single convex lens, the focus area of the light is longer than that of the concave lens, but light is transmitted in a state where the light density is low.

따라서, 상기 오목렌즈와 볼록렌즈가 결합된 형태로 구성할 경우 오목렌즈를 통과하여 초점 영역으로 향하는 광은 고밀도의 고광속 광이되고, 볼록렌즈에 입사되어 볼록렌즈의 초점 영역까지 집광되므로 상기 단일의 오목렌즈 또는 볼록렌즈로 구성되어 발생하는 문제를 동시에 해결할 수 있다. Therefore, when the concave lens and the convex lens are combined, the light passing through the concave lens toward the focal region becomes high-density high-beam light, and is incident on the convex lens and condenses to the focal region of the convex lens. The problem caused by the concave lens or convex lens can be solved at the same time.

상기 릴레이 렌즈 모듈(60)이 설치되는 간격은 태양광 집광 장치가 설치되는 위치, 크기 및 광 전송 부재의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 기본적으로 유입된 유사 태양광이 확산에 의해 소실되는 것을 방지할 수 있는 간격마다 설치되어야 하며, 릴레이 렌즈 모듈(60)의 설치 간격은 광학 설계에 따라 일정한 간격으로 설치될 수 도 있지만, 서로 다른 간격으로 설치될 수도 있다.The interval at which the relay lens module 60 is installed may be determined according to the location, size, and size of the light transmitting member in which the solar light collecting device is installed, and basically prevents the incoming similar sunlight from being lost by diffusion. It should be installed every interval that can be, and the installation interval of the relay lens module 60 may be installed at regular intervals according to the optical design, but may be installed at different intervals.

보다 구체적으로, 상기 릴레이 렌즈 모듈(60)은 도 5b와 같이 릴레이 렌즈의 초점 거리(F) 이내에 다음 릴레이 렌즈 모듈이 형성되면, 다음 릴레이 렌즈에 입사되는 태양광은 모두 상기 다음 릴레이 렌즈에 입사되므로 광손실이 발생하지 않는다.More specifically, when the next relay lens module is formed within the focal length F of the relay lens as shown in FIG. 5B, all of the sunlight incident on the next relay lens is incident on the next relay lens. No light loss occurs.

릴레이 렌즈의 빛 전송효율을 높이기 위해 렌즈 표면에 무반사 코팅이 형성될 수 있으며, 빛 전송효율은 릴레이 렌즈의 표면 코팅방법에 따라서 빛의 전송효율이 예를 들어, 99.5%, 95% 등으로 선택적으로 적용이 가능하며, 릴레이 렌즈의 재질 또한 BK7, Quartz, PMMA 등 다양한 투명 재질을 이용할 수 있다In order to improve the light transmission efficiency of the relay lens, an anti-reflective coating may be formed on the surface of the lens, and the light transmission efficiency may be selectively changed to 99.5%, 95%, etc. according to the surface coating method of the relay lens. It can be applied and the material of relay lens can also use various transparent materials such as BK7, Quartz, PMMA

또한, 초점 영역을 지나 교차하는 태양광이 이웃하는 릴레이 렌즈를 벗어나지 않는 최대 거리(M)마다 형성될 경우 역시 다음 릴레이 렌즈에 입사되는 태양광은 모두 상기 다음 릴레이 렌즈에 입사되므로 광손실이 발생하지 않는다.In addition, when the sunlight crossing the focal region is formed at the maximum distance M that does not deviate from the neighboring relay lens, the solar light incident on the next relay lens is also incident on the next relay lens so that no light loss occurs. Do not.

상기와 같이 제 2 집광부재(20)의 관통홀과 연결되고, 릴레이 렌즈를 구비한 광전송부재(50)를 통해 태양광이 광손실을 최소화하면서 실내로 유입될 수 있다.As described above, the light may be introduced into the room while minimizing light loss through the light transmitting member 50 connected to the through hole of the second light collecting member 20 and having the relay lens.

여기서, 상기 광전송부재(50)는 광섬유, 광파이프 또는 광덕트 등 태양광을 전송할 수 있는 부재는 무엇이나 가능하다.Here, the light transmitting member 50 may be any member capable of transmitting sunlight such as an optical fiber, a light pipe, or a light duct.

여기서, 상기 광전송 부재(50)는 상기 변환된 평행광을 손실없이 내부로 공급하기 위해 중공된 형태로 구성될 수 있고, 중공된 내부 공간의 공기를 매체로 손실없이 광이 전송될 수 있다. 그리고, 상기 광전송 부재의 굴곡부에는 반사거울 또는 프리즘을 통하여 광전송 경로를 쉽게 변경할 수 있다.Here, the light transmitting member 50 may be configured in a hollow form to supply the converted parallel light therein without loss, and light may be transmitted without losing air in the hollow internal space to the medium. In addition, the bent portion of the light transmission member may easily change the light transmission path through a reflection mirror or a prism.

그리고 제 2 집광부재(20)의 단면적은 상기 관통홀(110) 및 광전송부재(50)의 단면적과 동일하거나 작게 형성될 수 있으며, 상기 제 2 집광부재의 단면적은 태양광의 전송거리에 따라 크기가 결정될 수 있다. 그리고 상기 제 2 집광부재의 단면적에 비례하여 상기 관통홀 및 광전송부재의 단면적 크기가 결정될 수 있다.The cross-sectional area of the second light collecting member 20 may be formed to be the same as or smaller than that of the through hole 110 and the light transmitting member 50. The cross-sectional area of the second light collecting member may vary in size according to the transmission distance of sunlight. Can be determined. The size of the cross-sectional area of the through hole and the light transmitting member may be determined in proportion to the cross-sectional area of the second light collecting member.

예를 들어, 태양광의 전송거리가 길다면 광속이 높아야하므로 제 2 집광부재의 단면적이 작아지고, 전송거리가 짧다면 광속이 낮아도 되므로 제 2 집광부재의 단면적이 커질 수 있다.For example, if the transmission distance of sunlight is long, the light flux should be high, so that the cross-sectional area of the second condensing member may be small. If the transmission distance is short, the cross-sectional area of the second condensing member may be large.

도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 전송부재의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6b는 내부 단면도이고, 도 6c는 유닛으로 구성된 광 전송부재의 결합을 도시한 것이다.6A is a perspective view schematically illustrating a structure of a light transmission member according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 6B is an internal cross-sectional view, and FIG. 6C illustrates a coupling of a light transmission member composed of a unit.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광 전송부재(50)는 전송유닛(510)과 경로변경유닛(520)으로 구분될 수 있다.Referring to FIG. 6, the optical transmission member 50 according to the present invention may be divided into a transmission unit 510 and a path change unit 520.

상기 전송유닛(510)은 외피 역할을 하는 커버부(511)와 상기 커버부 내측에 형성된 경면처리된 반사 코팅부(512)와 상기 반사 코팅부 내부에 태양광이 전송되는 중공된 전송부(513)를 포함하여 구성될 수 있다.The transmission unit 510 includes a cover part 511 serving as an outer cover, a mirror-treated reflective coating part 512 formed inside the cover part, and a hollow transmission part 513 through which sunlight is transmitted into the reflective coating part. It may be configured to include).

그리고 경로변경유닛(520)은 외부에 상기 전송유닛이 결합되는 결합부(521)와 내부에 태양광의 경로를 변경하기 위한 경로 변경부(522)를 포함하여 구성될 수 있다.The path changing unit 520 may include a coupling part 521 to which the transmission unit is coupled to the outside and a path changing part 522 to change the path of sunlight therein.

여기서, 상기 결합부는 상기 전송유닛과 나사 결합, 소켓결합 등의 방식에 의해 결합될 수 있으며, 상기 경로 변경부는 프리즘 또는 반사거울 등이 사용될 수 있다.Here, the coupling part may be coupled to the transfer unit by a screw coupling method, a socket coupling method, or the like, and the path changing unit may be a prism or a reflective mirror.

상기 전송유닛과 경로변경유닛은 태양광의 경로에 따라 블럭형태로 임의대로 조합할 수 있도록 탈착이 가능하고, 도 6d와 같이 결합후 전송유닛의 방향에 따라 각도를 자유롭게 조절할 수 있다. The transmission unit and the path change unit can be detachably detached to be arbitrarily combined in a block form according to the path of sunlight, and can be freely adjusted according to the direction of the transmission unit after coupling as shown in FIG. 6D.

본 발명은 대기 중의 부유물질 또는 연무와 같은 가시거리 확보의 제한이 없는 한 광 전송 거리에 제한되지 않으므로, 일반 건축물은 물론 공간 구성이 복잡한 건축물이나 도 7a와 같이 지하 갱도 또는 지하철 역사, 지하 주차장과 같은 지하시설물 또는 도 7b와 같이 발전소 등에 쉽게 적용될 수 있다.The present invention is not limited to the optical transmission distance, unless there is a restriction on securing the visible distance such as airborne suspended substances or haze, so as well as a general building, as well as a complex structure of space or underground tunnel or subway station, underground parking lot as shown in FIG. It can be easily applied to the same underground facilities or power plants as shown in Figure 7b.

본 발명에 따른 태양광 집광 장치는 수직형으로 건물 입면에 개별적 또는 일체로 형성될 수 있으며, 기둥이나 가로등, 열주 등의 형태로 독립형으로 형성될 수 있으며, 건물 옥상이나 지붕 등에 수평형으로 형성될 수 있다.The solar light collecting device according to the present invention may be formed vertically or individually on the building facade, may be formed independently in the form of a pillar, a street lamp, a colonnade, or the like, and may be formed horizontally on a roof or a roof of a building. Can be.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자연 채광 장치를 이용한 하이브리드 조명 시스템에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a hybrid lighting system using a natural light device according to another embodiment of the present invention will be described.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하이브리드 조명 시스템을 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.8 is a system configuration diagram schematically showing a hybrid lighting system according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 조명 시스템은 태양광 집광 장치(1), 인공조명장치(2) 및 상기 태양광 집광 장치와 인공조명장치를 혼용하여 제어하는 하이브리드 제어장치(3)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8, the hybrid lighting system according to the present invention includes a solar light concentrating device 1, an artificial lighting device 2, and a hybrid control device 3 that controls the solar light concentrating device and the artificial light device by mixing them. It can be configured to include.

여기서, 상기 태양광 집광 장치(1)는 상기 제 1 실시예에서 상세하게 설명하였으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, since the solar light collecting apparatus 1 has been described in detail in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

상기 인공조명장치(2)는 인공조명을 제공하기 위해 설치되는 조명기구(21), 상기 조명기구의 작동을 제어하는 조명기구 제어부(22) 및 상기 조명기구에 전력을 공급하는 전원부(23)를 포함하여 구성될 수 있다.The artificial lighting device 2 includes a lighting fixture 21 installed to provide artificial lighting, a lighting fixture controller 22 for controlling the operation of the lighting fixture, and a power supply 23 for supplying power to the lighting fixture. It can be configured to include.

상기 전원부(23)는 상용전력 또는 태양광 발전에 의한 전력으로부터 공급될 수 있다.The power supply unit 23 may be supplied from electric power by commercial power or photovoltaic power generation.

상기 전원부(23)가 태양광 발전에 의해 공급되는 경우 건물의 옥상 또는 지붕에 설치되는 태양전지모듈과 상기 태양전지모듈을 통해 축적된 열에너지를 전기에너지를 변환하는 컨버터와 변환된 에너지를 저장하는 축전지를 포함할 수 있다.When the power supply unit 23 is supplied by photovoltaic power generation, a solar cell module installed on a roof or a roof of a building and a converter converting thermal energy accumulated through the solar cell module into electrical energy and a storage battery storing the converted energy. It may include.

그리고 상기 하이브리드 제어장치(3)는 상기 태양광 집광 장치를 통해 공급되는 태양광의 조도(광량)를 측정하는 조도센서(31)와 상기 조도센서로부터 측정된 조도에 따라 인공조명장치의 작동을 제어하는 하이브리드 제어부(33)와 인공조명장치의 작동이 필요한 조도 정보를 저장하는 메모리(32)를 포함하여 구성될 수 있다.The hybrid controller 3 controls the operation of the artificial lighting device according to the illuminance sensor 31 measuring the illuminance (light quantity) of the solar light supplied through the solar concentrator and the illuminance measured from the illuminance sensor. It may be configured to include a memory 32 for storing the illumination information required to operate the hybrid control unit 33 and the artificial lighting device.

보다 구체적으로, 상기 메모리(32)에는 인공조명장치가 필요한 최소 기준 조도(Emin)와 최대 기준 조도(Emax)가 미리 저장되고, 상기 조도 센서(31)로부터 측정된 광량이 상기 최소 기준 조도(Emin)보다 크면 인공조명장치를 작동하지 않고 상기 자연 채광 장치(1)를 통한 자연 조명만을 이용하고, 측정된 조도가 상기 최소 기준 조도 이하인 경우 상기 하이브리드 제어부(3)는 상기 인공조명장치(2)를 작동시킨다.More specifically, the minimum reference illuminance E min and the maximum reference illuminance E max , which require an artificial illumination device, are stored in advance in the memory 32, and the amount of light measured from the illuminance sensor 31 is the minimum reference illuminance. If it is greater than (E min ), the hybrid control unit 3 is configured to operate the artificial lighting device when only the natural lighting through the natural light device 1 is used without the artificial lighting device being operated and the measured illuminance is less than or equal to the minimum reference illuminance. Activate 2).

그리고 상기 인공조명장치(2)를 작동시킨 후 측정된 조도가 최대 기준 조도(Emax)보다 큰 경우 인공조명장치(2)의 조명을 낮추거나 작동을 정지하고 태양광 집광 장치 만으로 실내 조도를 유지시킨다. 여기서, 상기 최소 기준 조도(Emin)는 인공 조명이 필요없는 최대 조도로 정의하고, 최대 기준 조도(Emax)는 인공 조명이 작동된 후 불필요하게 조도가 높아서 조도를 낮출 필요가 있는 최소 조도로 정의한다. If the measured illuminance after operating the artificial illuminator 2 is greater than the maximum reference illuminance E max , the illumination of the artificial illuminator 2 is lowered or stopped, and the indoor illuminance is maintained only by the solar light concentrator. Let's do it. Here, the minimum reference illuminance E min is defined as the maximum illuminance that does not require artificial illumination, and the maximum reference illuminance E max is the minimum illuminance that needs to be lowered unnecessarily high after artificial illumination is activated. define.

상기 최소 기준 조도(Emin)와 최대 기준 조도(Emax)는 건물의 목적이나 시간대에 따라 임의로 설정되거나 변경될 수 있다.The minimum reference illuminance E min and the maximum reference illuminance E max may be arbitrarily set or changed according to the purpose or time zone of the building.

따라서, 실내의 조도는 상기 최소 기준 조도(Emin)와 최대 기준 조도(Emax) 사이에 유지되도록 하이브리드 조명 시스템에 동작된다.Therefore, the illumination of the room is operated in the hybrid lighting system so as to be maintained between the minimum reference illumination E min and the maximum reference illumination E max .

따라서, 자연조명과 인공조명을 혼용하고, 인공조명이 필요한 최소한의 범위에서만 인공조명이 작동하게 제어함으로써 에너지 소모를 최소화할 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the energy consumption by mixing natural lighting and artificial lighting, and controlling the artificial lighting to operate only in the minimum range required for artificial lighting.

그리고, 상기 메모리(32)에는 측정된 광량이 기준 광량 이하인 경우 조명기구(21)를 조도에 따른 다수 개의 단계로 구분하여 제어하고, 하이브리드 제어부가 기준 광량에 필요한 최소한의 인공조명만이 작동하도록 제어할 수 있다.When the measured light amount is less than the reference light amount, the memory 32 divides and controls the lighting fixture 21 into a plurality of stages according to the illuminance, and controls the hybrid controller to operate only the minimum artificial light necessary for the reference light amount. can do.

도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 제어부(33)가 인공조명을 제어하는 과정을 도시한 것으로, 도 9a는 실내 조도가 최소 기준 조도 이하인 경우의 제어과정을 도시한 것이고, 도 9b는 실내 조도가 최대 기준 조도 이상인 경우의 제어과정을 도시한 것이다.9 illustrates a process in which the hybrid control unit 33 controls artificial lighting according to the present invention. FIG. 9A illustrates a control process when the indoor illuminance is less than or equal to the minimum reference illuminance, and FIG. 9B illustrates the maximum indoor illuminance. It shows the control process in the case of more than the standard illuminance.

도 9a를 참조하면, 상기 하이브리드 제어부(33)는 상기 조도센서로부터 측정된 조도 값이 최소 기준 조도(Emin)보다 작아서 인공조명이 필요한지 여부를 판단한다.Referring to FIG. 9A, the hybrid controller 33 determines whether artificial illumination is necessary because the illuminance value measured from the illuminance sensor is smaller than the minimum reference illuminance E min .

인공조명이 필요한 경우, 하이브리드 제어부(33)는 최소 조도 단계의 인공조명을 작동시킨다. 여기서, 상기 조도 단계는 상기 조명기구 중 켜지는 조명의 수 또는 조명의 디밍제어를 통해 조도를 단계적으로 증가시킬 수 있다.When artificial lighting is needed, the hybrid control unit 33 operates the artificial lighting of the minimum illumination level. Here, the illuminance step may increase the illuminance step by step through the dimming control of the number of lights or the lighting of the lighting fixtures.

이어서, 상기 조도센서(31)로부터 다시 조도값을 측정하여 최소 기준 조도(Emin) 이상인지 여부를 판단하고, 이상인 경우 현재 조도 단계를 유지하고, 최소 기준 조도(Emin) 이하인 경우 조도가 높은 다음 조도 단계의 인공조명을 작동시킨다.Subsequently, by measuring the illuminance value from the illuminance sensor 31 again, it is determined whether or not it is greater than or equal to the minimum reference illuminance (E min ), and if it is above, maintains the current illuminance step, and if it is less than or equal to the minimum reference illuminance (E min ) Activate artificial lighting in the next illumination stage.

상기와 같은 과정을 최소 기준 조도(Emin) 이상이 될 때까지 반복하여 실내 조도를 일정하게 유지할 수 있다.The above-described process may be repeated until the minimum reference illuminance E min or more is maintained, thereby keeping the indoor illuminance constant.

그리고 도 9b를 참조하면, 상기 하이브리드 제어부(33)는 인공조명이 작동된 상태에서 조도센서로부터 측정된 조도 값이 최대 기준 조도(Emax)를 초과하는지 여부를 판단한다.9B, the hybrid controller 33 determines whether the illuminance value measured from the illuminance sensor exceeds the maximum reference illuminance E max when the artificial illumination is activated.

최대 기준 조도(Emax)를 초과할 경우 실내 조도를 낮출 필요가 있으므로 현재의 조명 단계보다 낮은 차하위 조명 단계를 작동시킨다. 만일, 최대 기준 조도(Emax)를 초과하지 않을 경우 현 단계의 조명을 유지시킨다.If the maximum reference illuminance (E max ) is exceeded, it is necessary to lower the illuminance of the room so that the next lower illumination level is activated. If the maximum reference illuminance E max is not exceeded, the illumination of the current stage is maintained.

이어서, 차하위 조명 단계를 작동시킨 후 다시 조도센서를 통해 조도를 측정하고 최대 기준 조도(Emax)보다 여전히 높을 경우 다시 차하위 조명 단계를 작동시키는 과정을 반복한다.Subsequently, after the sub-illumination stage is activated, the illuminance is measured again through the illuminance sensor, and if the still higher than the maximum reference illuminance (E max ), the sub-illumination stage is repeated again.

만일, 조명의 조도가 가장 낮은 1단계 조명에서 조도를 측정한 결과 최대 기준 조도(Emax)를 초과할 경우 인공 조명 장치의 동작을 정지시킨 후 태양광 집광 장치만으로 실내 조도를 유지시킨다.If the illuminance of the illumination is measured in the lowest stage of illumination, when the maximum reference illuminance (E max ) is exceeded, the operation of the artificial lighting device is stopped and the indoor illuminance is maintained only by the solar light collecting device.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (16)

입사되는 태양광을 초점영역으로 반사시키는 제 1 집광부재와;
상기 제 1 집광부재의 초점영역에 형성되어 상기 제 1 집광부재로부터 반사되어 초점영역에 집광된 태양광을 고광속의 유사 평행광으로 변환하는 제 2 집광부재 및;
상기 제 2 집광부재로부터 변환된 유사 평행광을 전송하는 광전송 부재를 포함하되;
상기 광전송부재는 상기 유사 평행광이 확산되어 손실되는 것을 방지하기 위해 상기 유사 평행광을 집중시키는 적어도 하나의 릴레이 렌즈 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
A first condensing member reflecting incident sunlight into a focal region;
A second condensing member which is formed in a focus region of the first condensing member and converts sunlight reflected from the first condensing member and condensed in the focus region into high parallel luminous parallel light;
A light transmission member configured to transmit pseudo parallel light converted from the second light collecting member;
And the light transmitting member includes at least one relay lens module for concentrating the parallel light in order to prevent the parallel light from being diffused and lost.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 집광부재는
상기 광전송부재와 연결되는 중앙부의 관통홀을 구비한 포물곡면 형태의 오목 반사거울 또는 프레넬 렌즈로 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 1,
The first light collecting member is
And a concave reflection mirror or a Fresnel lens having a through hole in the center portion connected to the light transmitting member.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 집광부재는
포물곡면 형태의 볼록 반사거울로 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 1,
The second light collecting member
Photovoltaic condensing device characterized in that formed of a parabolic reflective mirror.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 집광부재와 수직 또는 수평으로 이격되어 형성되고, 상기 제 1 집광부재에 태양광을 수직 또는 수평으로 입사시키는 반사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 1,
And a reflection member formed vertically or horizontally spaced apart from the first light collecting member and configured to inject sunlight into the first light collecting member vertically or horizontally.
제 1항에 있어서,
상기 릴레이 렌즈 모듈은
상기 광전송 부재 사이에 결합되는 소켓과;
상기 소켓 내부에 삽입되어 장착되는 릴레이 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 1,
The relay lens module
A socket coupled between the optical transmission members;
And a relay lens inserted into and mounted in the socket.
제1항에 있어서,
상기 릴레이 렌즈 모듈은
릴레이 렌즈의 초점 거리(F) 이내에 다음 릴레이 렌즈 모듈이 형성되거나, 또는 초점 영역을 지나 교차하는 태양광이 이웃하는 릴레이 렌즈를 벗어나지 않는 최대 거리(M) 마다 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 1,
The relay lens module
The next relay lens module is formed within the focal length (F) of the relay lens, or the solar light collecting device, characterized in that the solar light crossing the focal region is formed at the maximum distance (M) does not leave the neighboring relay lens.
제 5항에 있어서,
상기 릴레이 렌즈는
오목렌즈 또는 볼록렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
6. The method of claim 5,
The relay lens
Photoconcentrator comprising a concave lens or a convex lens.
제 5항에 있어서,
상기 릴레이 렌즈는
오목렌즈와 볼록렌즈가 결합된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
6. The method of claim 5,
The relay lens
Solar light collecting device, characterized in that the concave lens and the convex lens is configured in combination.
제 1항에 있어서,
상기 광전송부재는
태양광을 전송하는 전송유닛과;
상기 태양광의 경로를 변경하는 경로변경 유닛을 포함하되;
상기 전송유닛과 경로변경 유닛은 적어도 두개 이상 블럭 형태로 조합되는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 1,
The optical transmission member
A transmission unit for transmitting sunlight;
A path changing unit for changing a path of the sunlight;
And the transmission unit and the path change unit are combined in at least two block types.
제 9항에 있어서,
상기 전송유닛은
외피 역할을 하는 커버부와;
상기 커버부 내측에 형성된 경면처리된 반사 코팅부와;
상기 반사 코팅부 내부에 태양광이 전송되는 중공된 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 9,
The transmission unit
A cover part serving as an outer shell;
A mirror-treated reflective coating formed inside the cover;
And a hollow transmission unit through which the sunlight is transmitted inside the reflective coating unit.
제 9항에 있어서,
상기 경로변경 유닛은
상기 전송유닛이 결합되는 결합부와;
태양광의 경로를 변경하기 위한 프리즘 또는 반사거울로 형성된 경로 변경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
The method of claim 9,
The rerouting unit
A coupling part to which the transmission unit is coupled;
And a path changing unit formed of a prism or a reflection mirror for changing a path of sunlight.
제 1항 내지 제 11항 중 선택된 어느 하나의 태양광 집광 장치와;
조명기구에 의해 인공적으로 조명을 공급하는 인공조명장치 및;
상기 태양광 집광 장치에 의한 자연 조명과 인공조명장치에 의한 인공 조명을 혼용하여 제어하는 하이브리드 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 시스템.
Claim 1 to 11 of any one of the solar light collecting device selected from;
An artificial lighting device for artificially supplying lighting by a lighting device;
And a hybrid controller for controlling the natural lighting by the solar light collecting device and the artificial lighting by the artificial lighting device.
제 12항에 있어서,
상기 인공조명장치는
인공조명을 제공하기 위해 설치되는 적어도 하나의 조명기구와;
상기 하이브리드 제어장치의 제어에 따라 상기 조명기구를 제어하는 조명기구 제어부 및;
상기 조명기구에 전력을 공급하는 태양광 발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 시스템.
13. The method of claim 12,
The artificial lighting device
At least one lighting device installed to provide artificial lighting;
A luminaire controller for controlling the luminaire according to the control of the hybrid controller;
Hybrid lighting system comprising a solar power unit for supplying power to the luminaire.
제 13항에 있어서,
상기 태양광 발전부는
태양광으로부터 열에너지를 축적하는 태양전지 모듈과;
상기 태양전지 모듈에 의해 축적된 열에너지를 전기에너지로 변환하는 컨버터와;
상기 컨버터에 의해 변환된 전기에너지를 저장하는 축전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 시스템.
The method of claim 13,
The solar power generation unit
A solar cell module for accumulating thermal energy from sunlight;
A converter for converting thermal energy accumulated by the solar cell module into electrical energy;
And a capacitor for storing the electrical energy converted by the converter.
제 12항에 있어서,
상기 하이브리드 제어장치는
실내의 조도를 측정하는 조도센서와;
최적 조도를 위한 최소 기준 조도값을 저장하는 메모리와;
상기 조도센서로부터 측정된 조도값이 상기 메모리에 저장된 최소 기준 조도값보다 작을 경우 상기 인공조명장치를 작동시키도록 제어하는 하이브리드 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 시스템.
13. The method of claim 12,
The hybrid control device
An illuminance sensor measuring an illuminance of the room;
A memory for storing a minimum reference illuminance value for optimal illuminance;
And a hybrid control module configured to control the artificial lighting device to operate when the illuminance value measured by the illuminance sensor is smaller than the minimum reference illuminance value stored in the memory.
제 15항에 있어서,
상기 하이브리드 제어모듈은
상기 조도센서로부터 측정된 조도값이 상기 메모리에 저장된 최소 기준 조도값보다 작은 경우
상기 조명기구의 동작을 조도 단계별로 설정하고, 최소 조도 단계로 조명기구를 동작시킨 상태에서 측정된 조도 값이 최소 기준 조도값 이하인 경우 상위 조도 단계로 조명기구를 동작시키는 과정을 최소 기준 조도값 이상이 될 때까지 반복하여 실내 조도를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 조명 시스템.
16. The method of claim 15,
The hybrid control module
When the illuminance value measured from the illuminance sensor is smaller than the minimum reference illuminance value stored in the memory
The operation of the luminaire is set in each step of illuminance, and when the illuminance value measured while the luminaire is operated at the minimum illuminance level is less than or equal to the minimum reference illuminance value, the process of operating the luminaire in the upper illuminance level is above the minimum reference illuminance value. Hybrid lighting system, characterized in that to keep a constant indoor illumination until repeated.
KR1020110078886A 2011-08-09 2011-08-09 Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It KR101319288B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110078886A KR101319288B1 (en) 2011-08-09 2011-08-09 Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110078886A KR101319288B1 (en) 2011-08-09 2011-08-09 Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130016778A true KR20130016778A (en) 2013-02-19
KR101319288B1 KR101319288B1 (en) 2013-10-17

Family

ID=47896056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110078886A KR101319288B1 (en) 2011-08-09 2011-08-09 Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101319288B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018174323A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 명지대학교 산학협력단 Hybrid solar lighting system and method based on step-type waveguide
KR102095171B1 (en) * 2019-12-04 2020-03-31 현대엔지니어링 주식회사 Solar Transmitter for Removing Moisture in Buildings

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101719774B1 (en) * 2016-05-16 2017-03-24 주식회사 동일기술공사 Apparatus for suntracking lighting system in underground structure
KR20240148230A (en) 2023-04-03 2024-10-11 정정일 Smart natural lighting system for healthcare and renewable energy

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940005969B1 (en) * 1991-07-29 1994-06-25 김영곤 Light guidance system
JP2002016827A (en) 2000-06-29 2002-01-18 Univ Nagoya Image transmitting optical element, and image transmitting system
KR100754544B1 (en) * 2005-12-05 2007-09-04 노영규 The transmission device of Sunlight
KR101036691B1 (en) * 2008-10-10 2011-05-24 박이동 Sunlighting apparatus with light-transforming function

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018174323A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 명지대학교 산학협력단 Hybrid solar lighting system and method based on step-type waveguide
KR102095171B1 (en) * 2019-12-04 2020-03-31 현대엔지니어링 주식회사 Solar Transmitter for Removing Moisture in Buildings

Also Published As

Publication number Publication date
KR101319288B1 (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100951737B1 (en) Day lighting device and hybrid lighting system using it
US10374111B1 (en) Method and system for collecting and distributing radiation
CN201827822U (en) Dual-lens condensed light and parallel light transmission sunlamp illuminator
CN101174027A (en) Natural light collector, illumination system and light source of electronic system
Lv et al. Techno-economic evaluation of an optical fiber based hybrid solar lighting system
KR101319288B1 (en) Day Lighting Device And Hybrid Lighting System Using It
Malet-Damour et al. Technological review of tubular daylight guide system from 1982 to 2020
Yu et al. A solar optical reflection lighting system for threshold zone of short tunnels: Theory and practice
KR101036691B1 (en) Sunlighting apparatus with light-transforming function
KR20100037912A (en) High-efficiency sun-lightening system
KR20130012989A (en) A hybrid solar lighting device using solar tracking dish concentrators and auxiliary lighting sources
CN102486284A (en) Novel solar illumination device
CN102434845A (en) Tunnel sunlight direct-illuminating device with adaptive function
KR101081406B1 (en) Hybrid lamp system coupled with sunlight and led
Mani et al. Energy saving hybrid solar lighting system model for small houses
Mayhoub et al. Hybrid lighting systems: A feasibility study for Europe
US20190093841A1 (en) Solar Tube
KR20170111203A (en) Fixed solar light collecting apparatus
KR20130043029A (en) Dome type sunlight collectors with prismatic structures and parabolic reflector
CN220790452U (en) Energy-saving basement daylighting well device
TWI406012B (en) Can reduce the light source distance of light per unit area luminous flux increment device
KR20100009093U (en) The solar illumination system which uses the optical fiber
KR101027782B1 (en) Solar Light Distributer and Solar Lighting System Using the Distributer
KR101113195B1 (en) Environment friendly Lighting System
JP3213003U (en) Solar light plant lamp

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161009

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170828

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181008

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191007

Year of fee payment: 7