☀️ 만능 태양광 양산/우산 아이디어
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여름 폭염과 장마를 동시에 겪는 도시인에게 우산과 양산은 필수품입니다. 여기서 한 걸음 더 나아가, 직물형 태양광(Fabric Solar Panel)로 스스로 전기를 만들고, 내부 냉풍팬·패브릭 디스플레이·충돌 감지를 제공하며, 비가 오면 투명 방수 확장막·제습 기능·재난 정보 표시까지 수행하는 만능 태양광 양산/우산을 제안합니다. 이 제품은 ‘그늘’과 ‘비막이’를 넘어, 휴대형 친환경 발전·안전·정보 플랫폼을 결합한 차세대 웨어러블 쉼터입니다.
1) 핵심 구성과 동작 개요
외부: 에너지 생성
- Fabric Solar Panel: 우산 캔버스 외피에 라디얼(방사형) 배열.
- MPPT 회로: 저조도에서도 최대전력점을 추적해 수확 효율 향상.
- 배터리 팩: 핸들 그립에 착탈식 20–30Wh 모듈 내장(비행기 기내 반입 고려).
내부: 쾌적/안전/정보
- 냉풍팬: 상단 링팬(저소음)로 공기 순환·열감 해소.
- 패브릭 디스플레이: 스마트폰 연동 지도/경로/안전 알림 표출.
- 충돌 센서: 팁(tip) 근처 ToF 초음파/IR 복합으로 근접 경고.
2) 양산 모드(Parasol) — 시원함과 길안내
2-1. 냉풍 시스템
- 구성: 90–120mm급 슬림 링팬 1–2기, 풍량 6–12 CFM, 저소음(≤32 dB).
- 바람 경로: 상단 돔에서 하향 와류 → 목·어깨 주변 열점 해소, 땀 증발 보조.
- 전력: 팬 1기 ≈ 1.8–2.2W / 2기 ≈ 3.5–4.0W.
2-2. 패브릭 모니터와 UI
- 표시: 현재 위치, 목적지까지 거리·ETA, 턴바이턴 미니맵, 자외선 지수(UVI).
- 연동: BLE 저전력(핸들 버튼으로 수신 허용), 스마트폰 GPS·지도앱 미러링.
- 시인성: 반사저감 편광 코팅, 500–800nit 등가 가독성.
2-3. 충돌 감지
- 센서: ToF+IR 복합(0.2–1.5m 가변), 보행 속도 추정으로 오경보 최소화.
- 알림: 패브릭 디스플레이 테두리 점멸 + 미세 진동(핸들 햅틱).
3) 우산 모드(Umbrella) — 젖지 않게, 쾌적하게, 똑똑하게
3-1. 투명 방수 확장막
- 구동: 팁 내부 마이크로 스풀·롤러로 extendable fabric 자동 전개.
- 커버범위: 무릎선까지 40–55cm 하강, 비바람 유입 최소화.
- 가시성: 김서림 방지 친수 코팅, 빗방울 확산으로 시야 확보.
3-2. 제습/건조
- 흡습재: 재생식 실리카·고분자 복합 카트리지(자외선/열로 자동 재생).
- 미풍 건조: 비 멈춤 감지 시 저속 팬으로 내부 건조 후 자동 OFF.
3-3. 정보 표시
- 강수 예보, 현재 경보 단계, 가뭄/물 부족 지역 알림.
- 비상 대피로 미니맵(스마트폰 네트워크 정보 연동).
4) 에너지 예산(예시)과 충전 시나리오
가정 조건: 패널 실효 면적 0.2–0.28㎡, 옥외 고일사(700–900W/㎡), 효율 18–20%, 컨트롤·변환 손실 20% 감안.
- 수확 전력: 약 18–40W 피크(체감 평균 10–20W).
- 1시간 일사: 10–20Wh 충전 → 팬(2–4W) 3–6시간 운전 또는 스마트폰 1회 충전 보조(5V 2A 피크, 평균 7–10Wh 필요).
- 배터리: 25Wh 기준, 흐린 날에도 반나절 보조 전원 역할.
5) 소재·내구·휴대성
- 캐노피: 저중량 직물형 태양전지 라미네이션 + 립스톱 원단(자외선 안정화).
- 프레임: 카본/알루미늄 하이브리드, 역풍 12–14m/s 내 변형 복원.
- 방수/방진: 전장부 IPX4–5 목표, 포트 실리콘 셔터.
- 중량: 650–850g(배터리 포함) 목표, 접었을 때 34–38cm.
6) 안전·개인정보·UX
- 개인정보: 위치·경로는 스마트폰 로컬 처리, 디스플레이는 렌더링만.
- 야간 시인성: 캐노피 외륜 LED 링(저전력)로 존재감 확보.
- 조작: 핸들 3버튼(전원/모드/확장), 장갑 착용시도 인식되는 돔 스위치.
7) 유지관리·수명·친환경
- 카트리지: 흡습재·배터리 모듈 툴리스 교체, 패널은 모듈러 페탈 교체.
- 수명: 패널 5–7년(야외), 배터리 500–800 사이클.
- 재활용: 알루미늄 프레임/배터리 회수 프로그램 운영.
8) 사용 사례
- 도심 보행: 충돌 경고 + 네비게이션 + 쾌적 바람.
- 캠핑·페스티벌: 그늘 + 충전 허브, 야간 비상등.
- 호우 시: 확장막으로 하체 보존 + 대피 정보.
9) 비즈니스·지재 전략(개요)
- 특허 포인트: (i) 캐노피-패널 라디얼 모듈러 배치, (ii) 팁 일체형 확장막 구동, (iii) 패브릭 디스플레이 UI/센서 연동 제어 로직, (iv) 흡습재 자동 재생 시퀀스.
- 수익 모델: 프리미엄 본체 + 교체 카트리지 구독 + B2B 브랜딩 협업.
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For urban dwellers facing both heat waves and monsoon rains, an umbrella or parasol is essential. We propose a Solar
Fabric Parasol/Umbrella that generates its own power via fabric-based photovoltaic panels, delivers cooling airflow, shows maps and safety alerts on an interior fabric display, and in rain mode deploys a transparent extendable cover with dehumidifying and disaster info. It evolves “shade and shelter” into a portable, eco-powered safety and information platform.
1) System Overview
Exterior: Energy Harvest
- Fabric PV canopy in radial petals for better angle capture.
- MPPT for low-irradiance efficiency; 20–30Wh swappable battery in the handle.
Interior: Comfort & Safety
- Cooling ring-fan (6–12 CFM, ≤32 dB).
- Fabric display mirroring phone maps/ETA/UVI.
- Tip sensor (ToF + IR) with visual + haptic alerts.
2) Parasol Mode — Cooling & Navigation
2-1. Airflow
- Top ring-fan creates a gentle downdraft to relieve heat spots around neck/shoulders.
- Power draw ≈ 2–4W depending on single/dual fan setup.
2-2. Fabric Display & UI
- Turn-by-turn mini map, ETA, distance to destination, and UVI readout.
- BLE pairing; phone retains GPS/route privacy, display is render-only.
- Anti-glare polarized layer for readability (~500–800 nit equivalent).
2-3. Collision Awareness
- 0.2–1.5 m dynamic detection; walking-speed filtering to reduce false positives.
- Edge flashing + handle haptics for timely notice.
3) Umbrella Mode — Stay Dry, Stay Informed
3-1. Extendable Transparent Cover
- Micro spool/roller in tip deploys a clear waterproof sheet down to knee level.
- Anti-fog hydrophilic coating improves visibility in heavy rain.
3-2. Dehumidifying & Drying
- Regenerable desiccant cartridge; UV/thermal auto-regeneration cycle.
- Low-speed fan drying sequence after rain stops, then auto-off.
3-3. Information Feeds
- Short-term rainfall forecasts, local alerts, and emergency evacuation hints.
- Data mirrored from the phone’s trusted sources; nothing stored on the umbrella.
4) Energy Budget (Illustrative)
Assumptions: 0.2–0.28 m² effective PV, 700–900 W/m² outdoor sun, 18–20% efficiency, ~20% conversion/control losses.
- Peak harvest: ~18–40 W; typical walking average 10–20 W.
- 1h of sun: 10–20 Wh → 3–6 h of fans or partial phone recharge (7–10 Wh typical).
- Battery: 25 Wh pack sustains half-day comfort in cloudy conditions.
5) Materials, Durability, Portability
- Ripstop canopy with laminated PV fabric; UV-stabilized.
- Carbon/Al alloy frame; resists 12–14 m/s gusts with elastic recovery.
- Ingress protection target: IPX4–5; sealed I/O with silicone shutters.
- Mass: 650–850 g incl. battery; folded length 34–38 cm.
6) Safety, Privacy & UX
- Phone handles all location data; display is view-only to protect privacy.
- Perimeter low-power LED ring for night visibility.
- Three-button handle (power/mode/extend) with glove-friendly domes.
7) Maintenance & Sustainability
- Tool-less cartridges (desiccant/battery); petal-style PV module replacement.
- Service life: PV 5–7 yrs outdoor, battery 500–800 cycles.
- Take-back program for metal frame and batteries.
8) Use Cases
- City walking: collision nudges + navigation + gentle cooling.
- Outdoors & events: shade + charging hub + emergency beacon.
- Rainy commute: knee-length cover + evacuation hints.
9) Business & IP Outline
- Claims focus: radial PV modules on canopy, tip-integrated extendable cover, sensor–display control logic, auto desiccant regeneration.
- Revenue: premium hardware + consumable cartridges + co-branded B2B editions.