CN114174674A - 混合发电系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例的混合发电系统具有以下效果：包括设置于垂直的轴的叶片，旋转时噪声和振动少，并且包括集风管使得用于使叶片快速旋转的风速增加从而提升风能的效率，在叶片设置有可以捕集风的隔室，从而风能利用效率高且可增大旋转力，利用太阳能在不刮风的情况下也能驱动设置于集风管的风引导旋转马达，从而使得设置于同一轴上的风引导旋转叶片旋转，使风加速并使风强力地向涡轮模块的风捕集叶片内部排出，由此可以增大发电量，并且可以利用摄像机、火灾感知传感器、无人机等物联网技术、人工智能(AI)基础技术等事先感知发电装置的危险性，大大减少发电装置的故障危险，有效率地对系统进行运用管理。

Description

混合发电系统

技术领域

本发明涉及一种发电装置，更加详细地涉及一种通过风能和太阳能发电来获得电能的混合发电系统。

背景技术

例如，为了启动发电机来发电，借助通过燃烧煤炭或石油等化石燃料或者利用核能、太阳光、太阳热、风力及水力等获得的能源发电。

其中，利用化石燃料的发电机效率高且得到广泛使用，但是具有使得资源枯竭并导致环境污染等的许多问题，所以利用核能等的发电机的使用逐渐扩大。

但是，核能具有在发生泄漏等事故时遭受重大损失的问题，在设置的场所受到居民强烈的反对，因此难以选定用于设置发电机的场所。

所以，最近正在如火如荼地尝试利用资源的枯竭或环境污染的担忧小的风力、水力、太阳来提高发电机的效率。

另外，利用风力的发电是指通过自然风使得风车旋转从而确保旋转力，提高速度使得发电机旋转的发电方式。

这种风力发电从叶片的理论上来说只能将60％以内的风能转换为电能，但如果又考虑叶片的形状导致的效率、机械摩擦、发电机的效率等的话，实质上只有20至45％可以用作电能。

但是，风力发电系统的技术实力逐渐被确立的同时，发电单价降低且电力生产单价也能够和化石燃料竞争，此外，考虑到生产的能源是环保、无公害的能源时，展望发电系统的普及急速扩大。

但是，就风力发电系统而言，其结构为年平均风的平均风速只有达到6m/s以上才能保障经济的发电效率，因此可以设置该系统的地区受到很多限制，并且已经在陆地上均设置了风力发电机，达到饱和状态。

此外，风力发电系统的致命缺点在于，在一定风速以下无法保障发电效率，所以具有即使是环保无公害能源也不能扩大普及的问题。

(专利文献1)韩国专利公开号第10-2004-0016913号

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合发电系统，包括设置于垂直的轴的叶片，旋转时噪声和振动少，并且包括集风管使得用于使叶片快速旋转的风速增加从而提升风能的效率，在叶片设置有可以捕集风的隔室，从而风能利用效率高且可增大旋转力，解决在叶片同时遇到逆风和顺风从而使叶片的旋转速度降低进而妨碍发电量的问题，改善为不和逆风相遇只将顺风引入叶片隔室的形式，且在系统上部设置有太阳光模块聚光装置，从而利用其产生的电能即使在不刮风的情况下也能驱动设置于集风管的马达，使得风引导装置旋转，从而人为制造高速的风使得发电量增大。

为了解决上述课题，根据本发明的实施例的混合发电系统可以包括：

基础框架，其构成为以主旋转轴为中心借助旋转装置能够旋转；

集风管，其设置于基础框架的一端，风向其内部流入，使流入的风加速排出；

涡轮模块，其设置于风从集风管排出的后方侧，以发电旋转轴为中心设置有叶片，从集风管排出的风提供至叶片从而使得发电旋转轴旋转；

发电机，其连接至发电旋转轴，借助发电旋转轴的旋转力产生电；

一个以上的电池，其以对根据涡轮模块的旋转产生的电能进行充、放电的形式电连接；

太阳光模块聚光装置，其在电连接的一个以上的太阳电池产生电能，以便向设置于集风管的一侧的风引导旋转马达供给电能；

风速传感器，其设置于集风管，对风的强度即风速值进行测量；以及

主控制部，其以如下形式进行控制，当从风速传感器接收的风速值小于发电机不能生产电能的程度的已设定的基准风速值时，生成能源施加信号并传输至太阳光模块聚光装置，然后将太阳光模块聚光装置生产的电能提供给与风引导旋转马达的风引导旋转轴连接的风引导装置；

并且还可以包括：

风回收装置，其从通过集风管在集风管的后方排出的风中回收向涡轮模块的后方流出的风，并重新向涡轮模块的前端及集风管的前端或中间端供给。

这样的解决手方法基于下面根据附图的用于实施发明的具体实施方式将变得更加明确。

在此之前，本说明书及权利要求书中使用的术语或单词不能解释为一般的词典上的意思，应解释为发明人为了用最优的方法说明自己的发明，立足于可以适当定义术语的概念的原则所定义的符合本发明的技术思想的意思和概念。

根据本发明的实施例具有以下效果，在系统上部设置有太阳光模块聚光装置，利用电能即使在不刮风的情况下也能驱动设置于集风管的马达，使得产生风的风引导装置旋转并使得涡轮模块旋转，从而使得发电机的发电量增大。

另外，根据本发明的实施例具有以下效果，利用摄像机、火灾感知传感器、无人机等物联网技术(IoT)、人工智能(AI)基础技术等可以事先感知发电装置的危险性，大大减少发电装置的故障危险，有效率地对系统进行运用管理。

另外，根据本发明的实施例，聚集在集风管内部的风通过集风管得到加速并且只有去除了逆风的顺风从排出口流入叶片的风捕集隔室，从而使得叶片的旋转力及离心力增大并使得叶片的旋转速度增大，因此具有使得叶片的旋转扭矩增大并使得发电能效率大幅提升的效果，此外，通过设置于基础框架的上端太阳光模块聚光装置支架两侧的风向标及旋转装置使得集风管的流入口朝向风刮来的方向自动旋转，因此具有使得集风效率最大化的效果。

另外，根据本发明的实施例，与根据通过集风管排出的风的输入值联动使得风量调节旋转门沿着风量调节引导轨道自动旋转及移动，从而对从排出口排出并供给至叶片的风量进行调节，借助风量调节旋转门的调节作用防止向涡轮模块供给台风等过度的风量，从而具有防止涡轮模块的故障等保护效果。

另外，根据本发明的实施例还具有以下效果：在风回收部件回收的风在再次向涡轮模块供给的路径的一侧以包围涡轮模块的一部分的形状设置有风障，集风管排出口规格化为只可以接受涡轮模块顺风，据此在叶片的逆转方向上受不到风的影响，防止叶片的旋转力减少，使得涡轮效率增大使得发电量增加并防止涡轮模块故障。

另外，根据本发明的实施例，在不刮风的情况下，利用太阳光模块聚光装置生产电，通过电力强制运转设置于集风管内面的风引导装置，使得风的速度更加提高，从而使得叶片旋转并启动发电装置，由此可以使得电发电量进一步增大，具有同时利用风和太阳生产电的效果，此外，还具有以下效果，通过设置于比太阳光模块聚光装置更上部的避雷器将雷引向地中，切实保护发电系统，并且弥补现有的水平轴发电机的叶片引雷的缺点。

附图说明

图1是示出从前面观察到的根据本发明的混合发电装置中涡轮模块配置为前后2列的结构的形状的图。

图2a至图2c是以放大主要部分的形式示出图1的发电装置的图。

图3是示出从侧面观察到的图1的发电装置的形状的图。

图4是示出从上面观察到的图1的发电装置的形状的图。

图5是示出从侧面观察到的根据本发明的混合发电系统中涡轮模块配置为1列的结构的形状的图。

图6是示出从上面观察图5的发电装置的形状的图。

图7是为了说明根据本发明的设置于集风管的风引导装置的构成而示出从集风管的流入口前方观察到的形状的图。

图8是示出从集风管的前方侧观察到的根据本发明的风引导装置的形状的图。

图9是示出从集风管的后方侧观察到的根据本发明的风引导装置的形状的图。

图10是用于说明从上面观察到的本发明的涡轮模块的构成和通过涡轮模块调节风量的构成的图。

图11是以分离的形式示出根据本发明的形成涡轮模块的部分部件的组装前构成要素的图。

图12是示出根据本发明的涡轮模块中形状不同的两种叶片按照3段进行结合的状态的图。

图13是示出根据本发明的涡轮模块中形状不同的叶片按照3段进行结合的前后状态的图。

图14a至图14j是以不同的形式组合根据本发明的涡轮模块中叶片的形状及个数而构成的实施例。

图15是示出从前面观察到的根据本发明的混合发电装置的形状的图。

图16是示出从侧面观察到的图15的发电装置的图。

图17a及图17b是示出以和图6不同的实施例从风回收部件长长地延长风回收管并结合于集风管的两侧的样子的图。

图18是概略示出根据本发明的实施例的混合发电系统的内部构成的块图。

图19是概略示出根据本发明的实施例的太阳光模块聚光装置的内部及风引导旋转马达和发电机构成以及与之连接的太阳光控制部的块图。

图20是示出根据本发明的实施例的混合发电系统和无人机装置的连接关系的图。

具体实施方式

本发明的特别的观点、特定的技术特征基于和附图相关的下面的具体内容和实施例将变得更加明确。需要留意的是，本说明书在给各附图的构成要素附加参照标号时，对于相同的构成要素，尽管显示在不同的图上但尽可能地使之具有相同的标号。此外，在说明本发明的一个实施例时，判断对相关的公知构成或功能的具体说明可能模糊本发明的要旨的情况省略详细的说明。

另外，在说明本发明的构成要素时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等用语。这些用语只是用于将该构成要素与其他构成要素区别开，并不通过该用语限定相应构成要素的本质或次序或顺序等。当记载某构成要素“连接”、“结合”或“接合”于另一构成要素时，虽然该构成要素可以直接连接或接合于另一构成要素，但应理解为在各构成要素之间也可以“连接”、“结合”或“接合”有又其他的构成要素。

下面，根据附图对本发明的一个实施例进行具体说明。

图1是示出从前面观察到的根据本发明的混合发电装置中涡轮模块配置为前后2列的结构的形状的图，图2a至图2c是以放大主要部分的形式示出图1的发电装置的图，图3是示出从侧面观察到的图1的发电装置的形状的图，图4是示出从上面观察到的图1的发电装置的形状的图，图5是示出从侧面观察到的根据本发明的混合发电系统中涡轮模块配置为1列的结构的形状的图，图6是示出从上面观察图5的发电装置的形状的图，图7是为了说明根据本发明的设置于集风管的风引导装置的构成而示出从集风管的流入口前方观察到的形状的图，图8是示出从集风管的前方侧观察到的根据本发明的风引导装置的形状的图，图9是示出从集风管的后方侧观察到的根据本发明的风引导装置的形状的图，图10是用于说明从上面观察到的本发明的涡轮模块的构成和通过涡轮模块调节风量的构成的图，图11是以分离的形式示出根据本发明的形成涡轮模块的部分部件的组装前构成要素的图，图12是示出根据本发明的涡轮模块中形状不同的两种叶片按照3段进行结合的状态的图，图13是示出根据本发明的涡轮模块中形状不同的叶片按照3段进行结合的前后状态的图，图14a至图14j是以不同的形式组合根据本发明的涡轮模块中叶片的形状及个数而构成的实施例。

参照图1至图14j，根据本发明的实施例的混合发电系统包括发电装置及对其进行运用管理的系统。

发电装置，包括：基础框架10，其构成为以主旋转轴12为中心借助旋转装置能够旋转；集风管20，其设置于基础框架10的一端，风向其内部流入，使流入的风加速排出；涡轮模块30，其设置于风从集风管20排出的后方侧，以发电旋转轴31为中心设置有叶片32，从集风管20排出的风提供至叶片32从而使得发电旋转轴31旋转；发电机40，其连接至发电旋转轴31，借助发电旋转轴31的旋转力产生电；以及太阳光模块聚光装置17。

即，聚集在集风管20内部的风通过集风管20得到加速并向叶片32排出，从而使得叶片32的旋转力及离心力增大，使得叶片32的旋转速度增大，由此叶片32的旋转扭矩增大，发电能效率大大提高。

这里，从风流进集风管20的前面观察流入口时，其形状可以构成为四边形、圆桶形、圆角方形等，当构成为大型时为了使得搬运的时候容易并且使得作业性良好，例如，可以左右或上下分离构成后在现场组装。

此外，构成集风管20的各个板非常大的情况，可以上下左右分离构成，据此可以进一步提高搬运及现场的作业性。

参照图3及图5，在本发明的基础框架10的另一端以借助风使得基础框架10旋转的形式设置风向标11，从而基础框架10的一端可以朝向风刮来的方向自动旋转。

即，在基础框架10的后端两侧朝向刮风的方向以迎风面垂直竖立并相互对向的形式设置2个风向标11，从而集风管20的流入口20a以朝向刮风的方向自动旋转的形式配置，由此集风效率极大化。

参照图1、图2a至图2c及图3，本发明中，旋转装置可以包括：主旋转轴12，其垂直地设置于基础框架10的下端；支柱13，其支撑在基础框架10的下部，在上端以可旋转的形式设置有主旋转轴12；支撑板14，其固定于支柱13的上端，主旋转轴12以贯通的形式结合于支撑板14；从动齿轮15，其固定于支撑板14，与主旋转轴12设置于同心轴上；以及驱动齿轮16，其结合于旋转的基础框架10，优选地结合于基础平台19，并以齿合状态啮合旋转于从动齿轮15。

这里，在支柱13和支撑板14之间，支撑框架13a固定且不旋转，主旋转轴12在垂直状态下可以顺畅地旋转，基础框架10和基础平台19可以以不被强风吹倒的形式结合。

支柱13可以以垂直于地面的形式构成为4个支柱或1个圆筒形支柱，并可以以钢筋结构物或圆筒形结构物等形态固定设置于地面或结构物底部。并且支撑板14的下部可以固定结合于支撑框架13a的上部。

即，支柱13可以为铁塔或圆筒塔中任意一种，在现场施工发电装置时，可以使用设置工程容易的组装式钢筋结构物，因此现场施工时比现有的水平轴风力发电机设置费用低并经济。

此外，在基础平台19的下部固定有防止倾倒框架10a的上端，其中基础平台19以主旋转轴12为中心附着在基础框架10的下部，防止倾倒框架10a的下端向内侧弯曲形成并挂在支撑板14下端，由此防止基础框架10和与之连接并安装在基础平台19上的所有机械设备倾倒。

尤其，旋转装置还可以包括风向旋转马达16a，其向驱动齿轮16提供旋转力。

即，如果借助风向旋转马达16a提供的旋转力使得驱动齿轮16旋转，则和驱动齿轮16啮合的从动齿轮15借助支撑板14固定于支柱13，驱动齿轮16随着从动齿轮15旋转，因此基础框架10可以旋转。

而且，为了控制风向旋转马达16a，可以包括角度测量传感器及另外的控制部，角度测量传感器对借助风向标11的主旋转轴12的旋转角度进行测量，另外的控制部在角度测量传感器测量的主旋转轴12的旋转角度超过基准角度的情况下向风向旋转马达16a施加运转信号。

即，如果基础框架10借助风向标11以主旋转轴12为中心随着风向向左或向右开始旋转，那么对主旋转轴12的旋转角度进行测量且旋转角度大于基准角度的情况，使得风向旋转马达16a运转并使得基础框架10向旋转方向旋转运转相应旋转角度。

因此，设置于基础框架10的集风管20的流入口20a可以朝向刮风的风向稳定地向前面旋转，从而可以增大集风效率。

这里，风向旋转马达16a的运转信号以规定的电流施加规定时间，从而可以限制基础框架10过度旋转。

另外，参照图3至图6，本发明中，集风管20从流入口20a侧朝向排出口20b侧可以以截面积逐渐变窄的形式形成。

即，集风管20根据伯努利定律通过相对宽的面积的流入口20a吸入外部的空气然后通过相对窄的面积的排出口20b快速排出，从而使得风的速度和力量集中并加倍，由此向涡轮模块30供给的风能大大增加。

这里，集风管20的截面除了图示的矩形形状外，可以构成圆形、长方形等多种截面形状。

而且，在集风管20的内侧还可以设置有风引导装置，以便可以使得风向集风管20的内部流入，并使得流入的风的速度增加。

参照图7至图9具体观察，本发明中，风引导装置可以包括风引导旋转叶片22及风引导旋转马达24，风引导旋转叶片22以可旋转的形式设置于风引导旋转轴21，风引导旋转轴21沿着集风管20的流入口20a内侧面或排出口20b内侧面边缘设置，风引导旋转马达24向风引导旋转轴21提供旋转力。

即，风引导旋转叶片22借助风引导旋转马达24的运转强制吸入外部空气并使空气向集风管20内部流入，从而向集风管20流入的风量及风速急剧增加。

因此，加速及增大的风强烈地流入涡轮模块30的叶片32，从而设置有叶片32的发电旋转轴31的旋转扭矩及旋转速度增加，离心力和叶片的推力增大，最终发电功率增大。

此外，通过主控制部(参照图18的60)以如下形式进行控制：向风引导旋转马达24施加运转信号然后对各发电旋转轴31的平均运转旋转数和基准旋转数进行比较，当平均运转旋转数低于基准旋转数时，使得风引导旋转马达24运转，当平均运转旋转数超过基准旋转数时，使得风引导旋转马达24的运转停止。

这里，风引导旋转马达24可以通过由太阳光模块聚光装置17生产的电力运转。

即，就风引导旋转马达24而言，如果发电旋转轴31旋转并超过基准旋转数，则停止风引导旋转马达24的运转来延长装置的寿命，防止不必要的电力浪费。

如图7和图8所示，在风引导旋转轴21和与之相邻的集风管20的流入口20a内侧面或排出口20b内侧面之间还可以包括挡风板23，挡风板23设置为对风引导旋转叶片22进行包裹的形状。

即，以风引导旋转轴21的中心线为基点使得风引导旋转轴21旋转时，引导旋转叶片22的上面借助挡风板23切断从集风管20的流入口20a内侧面的前面或排出口20b内侧面的前面流入的风并阻挡风引导旋转叶片22的旋转阻力，下面是没有挡风板23的开放状态，因此流入的风被推向使得引导旋转叶片22旋转的顺向，从而使得引导旋转叶片22的集风效率提升。

此外，风引导旋转叶片22可以全部或部分地以多个设置于流入口20a内侧面或排出口20b内侧面边缘。此时，风引导旋转马达24可以按照各个风引导旋转叶片22单独设置，或者统一设置并向风引导旋转叶片22提供旋转力。

另外，参照图1及图10、图11，涡轮模块30的发电旋转轴31相对于风从集风管20排出的方向垂直地设置，叶片32以发电旋转轴31为中心可以以放射状设置多个。

这里，涡轮模块30可以固定设置于框架70，框架70沿水平方向设置于基础框架10的中段。

即，发电旋转轴31垂直设置，叶片32通过连接棒33水平地结合于发电旋转轴31并旋转，从而不仅噪声发生少且不会对周围环境造成坏影响，而且设置容易、维护容易。

尤其，如图11所示，叶片32的端部形成开口的同时设置有内部形成中空的风捕集室32a，叶片32的开口的风捕集室32a端部可以以朝向集风管20的排出口20b侧的形式配置。

优选地，涡轮模块30可以分别配置于集风管20的排出口20b后方左右两侧。并且涡轮模块30可以如图3所示以2列配置于前后端或如图5所示以1列配置于前端。

此外，叶片32可以配置于集风管20的排出口20b上下长度范围内。

即，从集风管20排出的风被捕集至内部空空的叶片32的风捕集室32a里面，从而迎风的叶片32的面积及阻力增大，叶片32旋转时发电旋转轴31的旋转力和离心力即推力增大，发电能效率大大提高。

此外，如图10所示，叶片32形成为以发电旋转轴31为中心的圆周方向的外面长度比内面长度长。

优选地，叶片32的外面可以形成为流线型的曲面形状，叶片的内面可以形成为直线形状。

即，叶片32的圆周方向的外面长度以比内面长度长的形式形成，从而叶片32旋转时在外面及内面之间产生速度及压力差，从而产生推力，叶片32的离心力更加增加的同时叶片32的旋转力更加增加。

如图11所示，叶片32通过连接棒33以左右对称的形式结合于发电旋转轴31，并且连接棒33和叶片32可以螺栓紧固连接。即，形成于连接棒33端部的螺栓形状紧固连接于在叶片32形成的螺栓孔33a，由此简单地实现叶片32的结合。

另外，如图14a至图14j所示，构成涡轮模块30的叶片32的形状可以结合不同或相同的形状而构成，叶片32的个数也可以根据发电装置的发电容量等以恰当的形式左右对称地设置。

另外，如图3及图5所示，在发电旋转轴31的上端可以结合振动吸收旋转盖34。

即，在发电旋转轴31的上端结合有圆盘形状的振动吸收旋转盖34，从而使得因叶片32的强力的旋转力及离心力产生的振动及噪音最小化，不仅保护涡轮模块30防止涡轮故障，而且延长发电装置的寿命。

此外，参照图4及图6，在本发明的集风管20的后方还可以包括风回收装置，其对通过集风管20向涡轮模块30的后方流出的风进行回收并重新向涡轮模块30的前端供给。

即，重新捕集供给至叶片32的风捕集室32a并流向后方的风能然后重新供给至涡轮模块30，由此可以最大效率地使用风能。

具体地，风回收装置可以包括风回收部件50，其以如下形式形成，一端部配置于最后方涡轮模块30的后方，一端部的末端部分以朝向集风管20弯曲并回收穿过涡轮模块30的风的形式形成，另一端部配置于涡轮模块30的前方位置的同时，从一端部到另一端部的形状形成为覆盖涡轮模块30的一侧外廓的曲线形状，从而将从一端部回收的风向另一端侧引导。

这里，风回收部件50的另一端部可以是用于将回收的风重新供给至涡轮模块30的风回收排出部52a，涡轮模块30配置为前后端2列的情况，如图4所述，风回收部件50的风回收排出部52a可以分别配置于前后端2列涡轮模块30的前端，另外，涡轮模块30配置为1列的情况，如图6所示，风回收部件50的风回收排出部52a可以配置于1列涡轮模块30的前端。

即，供给至涡轮模块30后剩余的风在风回收部件50的后端部被回收，回收的风沿着风回收部件50的内面被引导至风回收部件50的前端部并重新供给至涡轮模块30，由此使得风能的使用率极大化。

并且，在朝向风回收部件50的一侧面以包裹涡轮模块30的一部分的形状设置有风障51，可以防止通过风回收部件50再次供给至涡轮模块30的前端的风施加于涡轮模块30。

即，在风回收部件50回收的风被重新供给至涡轮模块30的路径的一侧以包裹涡轮模块30的一部分的形状设置有风障51，从而从集风管20的排出口20b排出的风施加于叶片32并旋转时，在叶片32的逆转方向上不会受到风的影响，由此防止叶片32的旋转力减少，并防止涡轮模块30的旋转力增加及故障。

此外，在风回收部件50的内侧，即风回收部件50的另一端部形成有风回收排出部52a的同时，还可以设置有用于将在风回收部件50的一端部回收的风向另一端部引导的风路径形成部件52。

此时，借助风路径形成部件52形成的路径从路径的入口朝向出口以截面积逐渐变窄的形式形成，由此使得通过风回收装置重新供给的风的风速增大。

并且，如图4所示，涡轮模块30配置为前后端2列的情况，配置于后端的风路径形成部件52可以和风障51一起形成路径。

另外，参照图10，根据本发明的实施例的混合发电系统以发电旋转轴31为中心在上部平台70的底部以沿涡轮模块30的圆周方向进行包围的形状可以设置有风量调节引导轨道53。

此时，还可以包括风量调节旋转门54，在其下端设置有轮子，以便沿着风量调节引导轨道53在左右圆周方向上可以移动，并设置为对涡轮模块30的前端一部分进行包裹的门的形状，从而对从集风管20向涡轮模块30提供的风量进行调节。

而且，还可以包括风量调节旋转门调节马达(未示出)、风速传感器(参照图18的97)，风量调节旋转门调节马达提供用于使得风量调节旋转门54左右旋转移动的旋转力，风速传感器设置于集风管20的流入口20a及/或排出口20b，对通过集风管20的风的风速值进行测量。并且，通过主控制部(参照图18的60)向风量调节旋转门调节马达施加运转信号，根据风速传感器97输入的输入值可以对风量调节旋转门54的移动量进行调节。

这里，风速传感器97可以设置于集风管20的上端前面或流入口20a或排出口20b，除了风速传感器97外还可以设置晴雨表等多种传感器，对通过传感器输入的输入值和基准值进行比较，然后主控制部60进行控制。

即，与通过集风管20排出的风的输入值联动，风量调节旋转门54沿着风量调节引导轨道53借助主控制部60的控制自动旋转及移动，从而调节从排出口20b排出并供给至叶片32的风量。由此，对发电装置造成恶劣影响的强风流入集风管20时，自动调节风量调节旋转门54，防止涡轮模块30故障。

例如，刮弱台风且风速大于20m/s时，设置在左右两侧的风量调节旋转门54，即设置于左侧的风量调节旋转门54逆时针方向旋转，旋转移动至左侧风量调节旋转门移动轨道53末端为止，设置于右侧的风量调节旋转门54顺时针方向旋转，旋转移动至右侧风量调节旋转门移动轨道53末端为止。

这里，虽然图中没有示出，但可以构成为，当刮台风且风速大于20m/s时，设置于风回收部件的风回收防止门沿着风回收防止门移动轨道移动并关闭的同时，回收风无法进入风回收部件内侧，直接向外部流出。

如此，从排出口20b排出的风无法向叶片32的叶片风捕集隔室32a流入，最终涡轮模块30停止旋转。

另外，参照图1至图3，发电旋转轴31和发电机40之间连接有增速齿轮箱35，可以使得从发电旋转轴31向发电机40提供的旋转速度增加。

即，通过以多个大的、小的齿轮组合构成齿轮比的增速齿轮箱35使得根据发电旋转轴31的旋转的旋转数增加，从而使得电能增加。

并且，本发明中可以包括制动装置36及另外的控制部，其中，制动装置36以能够制动发电旋转轴31的形式设置，当发电旋转轴31的旋转数超过制动基准旋转数时，另外的控制部向制动装置36输入制动信号。

即，因通过发电旋转轴31的旋转产生的旋转力的力太大而有损坏发电装置的危险或为了应对其他意想不到的事故，为了使得发电旋转轴31停止而使用制动装置36。

图2a及图2b是将增速齿轮箱35连接于发电旋转轴31的构成，相反，图2c中将发电旋转轴31以一体型结合于在发电机40的上部结合的旋转部件37的轴38。即，本发明中，将发电机40构成为无齿轮型的情况，不适用增速齿轮箱35。

此外，参照图3及图5，本发明中，在支柱13的上端设置有太阳光模块聚光装置17，太阳光模块聚光装置17可以向风引导旋转马达24提供电源，风引导旋转马达24设置于集风管20的流入口20a和排出口20b。这里，太阳光模块聚光装置17可以是太阳电池聚光板。

即，当不刮风时，利用太阳能生成电，通过电力强制运转设置于集风管20的风引导装置，从而可以使得叶片32更加快速地旋转并启动发电装置，由此同时利用风和太阳生产电。

本发明中，最上端可以设置有避雷器18。即，通过设置于比太阳光模块聚光装置17更上部的避雷器18将雷引向地中，切实保护发电系统，并且弥补现有的水平轴发电机的叶片引雷的缺点。

而且，本发明中，借助太阳光模块聚光装置17及发电机40产生的电可以使得各马达运转。

图17a及图17b还包括风回收管55，其从风回收部件50长长地延长并结合于集风管20的上端两侧，对从集风管20流入的风进行回收并使之重新向集风管20的上端或中间端流入，发挥使得风流入的速度增加的功能，据此使得发电效率提高。这样的风回收管55连通于风回收部件50和集风管20的上端或中间端内部。

图18是概略示出根据本发明的实施例的混合发电系统的内部构成的块图，图19是概略示出根据本发明的实施例的太阳光模块聚光装置的内部构成的块图，图20是示出根据本发明的实施例的发电装置和无人机装置的运行管理系统的连接关系的图。

如图18至图20所示，根据本发明的实施例的混合发电系统包括电池80、BMS82、电池控制部84、CCTV摄像机85、红外线摄像机86、影像处理部87、风速传感器97、发电机40、太阳光模块聚光装置17及主控制部60。并且还可以包括无人机装置100。

CCTV摄像机85和红外线摄像机86对发电机40的周边影像进行拍摄并选择性地在白天及夜间驱动，对火灾进行监视及对移动物体或故障物体进行拍摄并生成影像信息。

影像处理部87对从CCTV摄像机85和红外线摄像机86生成的影像信息进行影像处理并存储，可以根据主控制部60的控制信号将监控的影像信息通过无线通信部88传输至外部的管理服务器89或移动终端89a。

主控制部60从设置于发电装置的一侧的感知传感器(未示出)接收火灾信号、已设定的温度值以上的温度信息、热信息、烟雾信息、火焰信号中一个以上的信号的情况，将摄像机驱动信号传输给CCTV摄像机85和红外线摄像机86，并通过无线通信部88将生成的影像信息传输至外部的管理服务器89或移动终端89a。这里，感知传感器部包括火灾感知传感器、火焰感知传感器、热感知传感器、烟雾感知传感器、温度传感器。

风速传感器97设置于集风管20，对风的强度即风速值进行测量并传输给主控制部60。

发电机40以电气的形式分别连接于多个电池(ESS)，电池(ESS)根据借助风力的涡轮模块30的旋转对电能进行充、放电。

发电机40的一侧以电气的形式分别连接有多个太阳光模块聚光装置17，以便向各马达供给电能。

电池80作为对发电机产生的电能进行存储的系统，必要时对电能进行充、放电，各个电池80电连接于各BMS82。

发电机40的一侧以电气的形式分别连接有多个太阳光模块聚光装置17，以便向各马达供给电能。

BMS82作为电池管理系统，对电池80的电压、电流、温度、热、烟雾等进行感知并保护电池80，不仅将电池80的充/放电量控制为适当水平，而且维持电池80的电池平衡，掌握并控制电池80的剩余容量。

此外，BMS82感知到火灾的危险时，通过灭火装置(未示出)的紧急操作保护电池80及混合发电系统。本发明中，作为电池80管理方法，电池80将发电时产生的能源重新充电至二次电池之类的能源存储装置，必要的情况对其进行使用，由此管理全部能源。

太阳光模块聚光装置17包括：太阳光发电部91，其设置有接受照射的太阳光并产生电能的太阳电池；电压比较部92，其连接于太阳光发电部91的输出端对输出电压进行检测并和基准电压进行比较，包括恒压电路、升压电路和恒定电流电路；蓄电部93，其对电能进行蓄电；控制模块94，其以向AC/DC输出部95输出电能的形式进行控制；以及风引导旋转马达运转部24a，其用于使风引导旋转马达(参照图7的24)运转。

太阳光发电部91可以是太阳电池方阵。太阳电池方阵结合有多个太阳电池模块。太阳电池模块是以串联或并联的形式连接多个太阳电池单元，将太阳能转换为电能并产生规定的电压和电流的装置。因此，太阳电池方阵吸收太阳能并转换为电能。

各个太阳光模块聚光装置17电连接于太阳光控制部96。

太阳光控制部96可以包括：电压检测部及电流检测部96a，其连接于太阳光发电部91的面板输出线，分别检测从太阳光板输出的电能的电压及电流；控制器96b，其对电压检测部及电流检测部96a所检测的电流及电压的大小进行计算，并控制RF无线通信部使之传送包括检测的电流及电压的大小的数据；RF无线通信部96c，其对在控制器96b生成的数据进行无线传送；以及风引导旋转马达控制部24b，其用于对风引导旋转马达运转部24a进行控制。

主控制部60对计算的电流及电压的大小和已设定的基准电压及电流进行比较，结果大于已设定的基准电压及电流的情况，可以生成警告信号并通过无线通信部88向外部的管理服务器89或移动终端89a传输。

各个电池80电连接于电池控制部84，电池控制部84对各电池单元的电压进行实时监控。

电池控制部84对电池单元各自的电压进行测量，将测量的电压中的一个设定为平衡基准电压并通过根据基准电压的充、放电维持平衡。

电池控制部84将电流感应电阻串联连接于电池单元并测量单个单元两端的电位差，利用测量的电位差掌握电池单元的电流流动的方向并对充电状态进行判断。

电池控制部84以如下形成进行控制：测量电池单元的电压并计算各电池单元间的电压偏差，当计算的电池单元的电压偏差大于规定的基准值时，判断需要电池平衡并和太阳光模块聚光装置17联动，有选择地接受电压的供给从而维持电池平衡。

电池控制部84周期性地接收电池单元的剩余容量并传输至主控制部60。

主控制部60以如下形式进行控制：对从各个电池80接收的单个单元的剩余容量进行分析，判断小于已设定的基准容量值的情况，在小于基准容量值的电池进行一定时间充电过程的期间生成能源施加信号并向太阳光模块聚光装置17传输，然后将电能从太阳光模块聚光装置17提供给风引导旋转马达24或发电机40。

主控制部60以如下形式进行控制，当从风速传感器97接收的风速值小于发电机40不能生产电能的程度的已设定的基准风速值时，生成能源施加信号并传输至太阳光模块聚光装置17，然后将电能从太阳光模块聚光装置17提供给风引导旋转马达24或发电机40。

即，本发明的混合发电系统即使不刮风也能驱动风引导旋转马达24产生风从而使涡轮模块30转动并生产电能。

主控制部60从外部的管理服务器89或移动终端89a接收无人机驱动信号的情况，通过无线通信部88将无人机驱动信号传输给无人机主体107的无人机控制部106。

另外，本发明的实施例的无人机装置100包括一定形状的无人机主体107，并和发电装置的主控制部60进行数据及控制信号的收发。

无人机主体107形成为方形盒子等形状，起到保护各机器不受外压的影响的作用。

包括运用管理系统，由此执行可以预先感知发电装置的危险性，减少发电装置的故障危险的作用，其中，运用管理系统通过安装于无人机主体107的上端或中端、下端等的中央或左侧和右侧一侧的一个以上的摄像机部101，利用物联网技术、人工智能(AI)基础技术等对特定对象物，例如发电机周边影像进行实时拍摄，从而对火灾进行监视及对发电装置进行监视。

摄像机控制部102以上下左右、旋转360度的形式对摄像机部101进行控制，并以驱动摄像机变焦致动器(未示出)使得变焦扩大或变焦缩小的形式进行控制。

GPS模块103位于无人机主体107的前端一侧，对无人机主体107起飞前后及着陆后接收的坐标信息进行实时数据处理，从而生成当前的无人机主体107的位置坐标。

传感器模块104位于无人机主体107的上端一侧，通过传感器对无人机飞行所需的详细信息进行感测。

旋转马达模块105位于无人机主体107的内部，使得旋转叶片按照相同的旋转速度和相同的扭矩进行高速旋转。

无人机控制部106对无人机主体107的所有动作进行控制，从IoT型无人机控制应用模块接收无人机的飞行控制命令信号，以通过旋转马达模块105的旋转轴移动、位置控制、速度调节使无人机主体107着陆、起飞、飞行、停止飞行的形式进行控制，并将拍摄的影像数据和飞行应答信号传送给IoT型无人机控制应用模块。

主控制部60从设置于发电装置一侧的感知传感部(未示出)接收火灾信号、已设定的温度值以上的温度信息、热信息、烟雾信息、火焰信号中一个以上的信号的情况，生成飞行控制命令信号并传送给无人机控制部106。

无人机控制部106可以向GPS模块103、传感器模块104、旋转马达模块105、摄像机控制部102传送驱动信号，获取感知到危险的场所的多种影像信息，并通过无线通信部88将获取的影像信息传输给外部的管理服务器89或移动终端89a。

以上通过一个实施例对本发明进行了详细说明，但这是为了具体说明本发明，本发明的混合发电系统不限定于此。并且，以上记载的“包括”、“构成”或“具有”等用语应解释为，只要没有特别相反的记载，则意味着可以包括相应构成要素，因此不排除其他构成要素，而是还可以包括其他构成要素，并且包括技术性或科学性术语在内的所有术语，除非有不同定义，否则具有和在本发明所属的技术领域具有一般知识的人员所通常理解的意思相同的意思。

此外，以上的说明不过是对本发明的技术思想进行例示说明，在本发明所属的技术领域具有一般知识的人，在不脱离本发明的本质特性的范围内可以进行多种修改及变形。因此，本发明中公开的实施例不是用于限定本发明的技术思想，而是用于进行说明，并且并非通过这些实施例限定本发明的技术思想的范围。本发明的保护范围应通过权利要求书进行解释，并应解释为在与之同等的范围内的所有技术思想包括在本发明的权利范围内。

Claims (6)

1.一种混合发电系统，其特征在于，包括：

基础框架，其构成为以主旋转轴为中心借助旋转装置能够旋转；

集风管，其设置于基础框架的一端，风向其内部流入，使流入的风加速排出；

涡轮模块，其设置于风从集风管排出的后方侧，以发电旋转轴为中心设置有叶片，从集风管排出的风提供至叶片从而使得发电旋转轴旋转；

发电机，其连接至发电旋转轴，借助发电旋转轴的旋转力产生电；

一个以上的电池，其以对根据涡轮模块的旋转产生的电能进行充、放电的形式电连接；

太阳光模块聚光装置，其在电连接的一个以上的太阳电池产生电能，以便向设置于集风管的一侧的风引导旋转马达供给电能；

风速传感器，其设置于集风管，对风的强度即风速值进行测量；

主控制部，其以如下形式进行控制，当从风速传感器接收的风速值小于发电机不能生产电能的程度的已设定的基准风速值时，生成能源施加信号并传输至太阳光模块聚光装置，然后将太阳光模块聚光装置生产的电能提供给与风引导旋转马达的风引导旋转轴连接的风引导装置；以及

风回收装置，其从通过集风管在集风管的后方排出的风中回收向涡轮模块的后方流出的风，并重新向涡轮模块的前端及集风管的前端或中间端供给。

2.根据权利要求1所述的混合发电系统，其特征在于，

各个太阳光模块聚光装置电连接至太阳光控制部，

太阳光控制部包括电压检测部及电流检测部、控制器以及RF无线通信部，电压检测部及电流检测部连接于太阳光板的输出线，分别检测从太阳光板输出的电能的电压及电流，控制器对电压检测部及电流检测部所检测的电流及电压的大小进行计算，并控制RF无线通信部使之传送包括检测的电流及电压的大小的数据，RF无线通信部对在控制器生成的数据进行无线传送，

主控制部对计算的电流及电压的大小和已设定的基准电压及电流进行比较，结果大于已设定的基准电压及电流的情况，生成警告信号并通过无线通信部向外部的管理服务器或移动终端传输。

3.根据权利要求1所述的混合发电系统，其特征在于，

各个电池电连接于电池控制部，电池控制部对各电池单元的电压进行实时监控，

电池控制部周期性地接收电池单元的剩余容量并向主控制部传输，主控制部以如下形式进行控制，对从各个电池接收的单个单元的剩余容量进行分析，判断小于已设定的基准容量值的情况，在小于基准容量值的电池进行一定时间充电过程的期间生成能源施加信号并向太阳光模块聚光装置传输，然后将太阳光模块聚光装置生产的电能提供给风引导旋转马达或发电机。

4.根据权利要求1所述的混合发电系统，其特征在于，

各个电池对各电池单元的电压进行实时监控，将电流感应电阻串联连接于电池单元并测量单个单元两端的电位差，而且电连接于电池控制部，电池控制部利用测量的电位差掌握电池单元的电流流动的方向并对充电状态进行判断，电池控制部以如下形式进行控制，测量电池单元的电压并计算各电池单元间的电压偏差，当计算的电池单元的电压偏差大于规定的基准值时，判断需要电池平衡并和太阳光模块聚光装置联动，有选择地接受电压的供给从而维持电池平衡。

5.根据权利要求1所述的混合发电系统，其特征在于，

还包括摄像机部，其拍摄发电机的周边影像并获取影像信息，

摄像机部安装于无人机，对发电机周边影像进行拍摄，并利用物联网技术对火灾和发电装置进行实时监视，

主控制部从感知传感器接收火灾信号、已设定的温度值以上的温度信息、热信息、烟雾信息、火焰信号中一个以上的信号的情况，将摄像机驱动信号传输给摄像机部，并通过无线通信部将生成的影像信息传输至外部的管理服务器或移动终端。

6.根据权利要求1所述的混合发电系统，其特征在于，

风回收装置还包括：

风回收部件，其以如下形式形成，一端部配置于涡轮模块的后方，一端部的末端部分以朝向集风管弯曲并回收穿过涡轮模块的风的形式形成，另一端部配置于涡轮模块的前方位置的同时，从一端部到另一端部的形状形成为覆盖涡轮模块的一侧外廓的曲线形状，从而将回收的风向另一端侧引导；以及

风回收管，其从风回收部件长长地延长，结合于集风管的上端或中间端两侧，

风回收管连通于风回收部件和集风管的上端或中间端内部，回收从集风管流入的风并重新使其向集风管的上端或中间流入，并使风流入的速度增加。

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