KR100688070B1 - 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치 - Google Patents

태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100688070B1
KR100688070B1 KR1020040088063A KR20040088063A KR100688070B1 KR 100688070 B1 KR100688070 B1 KR 100688070B1 KR 1020040088063 A KR1020040088063 A KR 1020040088063A KR 20040088063 A KR20040088063 A KR 20040088063A KR 100688070 B1 KR100688070 B1 KR 100688070B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power generation
wind
solar
gear
shaft
Prior art date
Application number
KR1020040088063A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050018764A (ko
Inventor
김윤세
이권순
Original Assignee
김윤세
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 김윤세 filed Critical 김윤세
Priority to KR1020040088063A priority Critical patent/KR100688070B1/ko
Publication of KR20050018764A publication Critical patent/KR20050018764A/ko
Priority to PCT/KR2005/003624 priority patent/WO2006046843A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100688070B1 publication Critical patent/KR100688070B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • F03B13/181—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/1815—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
    • F24S30/455—Horizontal primary axis
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/708—Photoelectric means, i.e. photovoltaic or solar cells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/134—Transmissions in the form of gearings or rack-and-pinion transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/136—Transmissions for moving several solar collectors by common transmission elements
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집광판을 철탑 등으로 구성된 구조물의 남쪽면에 다층 및 복수 열로 장치하되, 상기 집광판은 상/하 및 좌/우 유동이 가능하게 되어 태양의 이동 경로를 추적하게 함으로써 태양광 에너지를 보다 효율적으로 집적할 수 있게 하고, 또한 구조물 상에 바람의 속도 및 압력을 증가시킬 수 있는 트위스터 및 그에 의해 회전되는 브로우를 구비하여 효과적인 풍력 발전을 도모할 수 있게 한 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치에 관한 것이다.
광센서, 태양광 발전부, 광프레임, 풍력 발전부, 풍향날개, 트위스터, 증속기어, 속도센서, 파력 발전부, 부상프레임,

Description

태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치{Hybrid Generation Systems using Solar and Wind Energy}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 "A"부 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 장치의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전부의 구성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 발전 장치의 사시도.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 장치의 블록 구성도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 발전 장치의 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 구조물 3 : 광센서
10 : 태양광 발전부 11 : 집광프레임
12 : 횡축 13 : 종축 14 : 웜(warm)기어
15 : 집광판 16 : 축지지대
17 : 샤프트기어 18 : 헬리컬(helical)기어 19 : 힌지
20 : 풍력 발전부 21 : 브로우(blow)축
22 : 풍향날개 23 : 트위스터 24 : 브로우(blow)
25 : 증속기어 26 : 속도센서 27 : 클러치
30 : 파력 발전부 31 : 부상프레임
32 : 부력탱크 33 : 래칫(ratchet) 축
34 : 래칫(ratchet) 기어 35 : 지렛대
36 : 부레 M1, M2 : 모터
G1, G3 : 발전기 G2 : 보조발전기
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명은 집광판을 이용한 태양광 발전과, 바람이 이동할 때 발생하는 압력을 이용하여 발전기를 가동시키는 풍력 발전, 또는 바다의 수면이 너울지는 현상을 이용하여 부레를 통해 발전기를 가동시키는 파력 발전에 관한 것이다.
예전부터 지하에 매장된 원유의 한정된 자원이 얼마 지나지 않아 고갈될 것을 예측하여 지금에는, 원유를 대신하여 사용할 많은 대체 에너지를 연구하고 있으며, 그에 관한 많은 기술이 소개되어 왔지만 실용화나 양산 단계에 와 있지는 못하다.
다른 한편으로, 태양이나 바람, 물과 같이 거의 무한적인 자연에너지를 이용하는 발전이 가장 이상적인 대체 에너지원이라는 인식 하에 많은 기술들이 연구되어 소개되었는데, 일 예로써 태양광으로부터 조사되는 열을 집광판에 집적하여 전기를 얻는 태양광 발전 기술과, 바람의 힘에 의해 회전하는 날개로 전기를 얻는 풍력 발전 기술, 그리고 파도의 너울에 의한 상/하 동작으로 전기를 발전시키는 파력 발전을 들 수 있다.
상기 종래기술에서와 같은 종전의 태양광 발전은 한 개의 시설과 시스템을 설치하는데 막대한 면적과 경비가 들었고, 풍력 발전 시설은 태양광 발전과 별개로 설치되기 때문에 풍력발전을 위한 기초시설의 면적과 시설 경비가 많이 소비되었으며, 더욱이 기초 시설을 이용하여 태양광, 풍력 및 파력 등의 복합 발전을 하는 방법이 없기 때문에 흐린 날은 태양광 발전이 불가능하고, 바람이 불지 않는 날이나 파도가 일지 않는 날은 풍력 및 파력 발전 장치에 의한 전력 생산을 기대할 수 없는 등, 개별적으로 설치된 발전 설비는 날씨의 영향을 많이 받기 때문에 상호 보완적이지 못하다.
따라서 종래 태양광, 풍력 및 파력 등이 개별적으로 설치된 경우에는 발전효율이 떨어져 대체에너지에 의한 전기 생산을 다목적으로 해결하는데 별다른 수단을 제공하지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자연의 상태를 최대한 이용하기 위해 기본 기초 시설물을 같이 이용하여 막대한 설치 경비를 절감하게되고, 철탑의 남쪽 방향의 샤프트에 태양 전지판을 다층으로 다수의 칸에 설치한 것을 태양광 추적형 센서에 의해 좌·우로 움직여 최대량을 받게 되며, 상·하 추적은 태양 전지판 각각의 모터에 의해 움직이게 하였으며, 상하좌우로 태양광 전지판이 조사받게 되어 발전된 태양전기는 전력 조정 장치에서 정제하여 축전 또는 전원 공급을 하게 된다.
동시에 태양광 시설 철탑과 후면 철탑 위의 철 구조부에 바람이 받는 쪽의 넓은 면을 점점 좁아지게 하면서
Figure 112006064961949-pat00019
방향으로 굽어지게 해, 들어온 바람에 의해 회오리가 생성되며, 이렇게 구성된 날개에 의해 발생한 풍력은 중앙에 설치된 부로와 팬을 회전시키고 발전기 및 보조 발전기를 바람의 강약에 따라 자동 조정 장치가 보조발전기에 분배 연결하게 되어 적절한 가동으로 발전이 되고, 발생된 전기는 전력 조정 장치에서 정제되어 축전이나 전원공급을 하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 자연의 상태를 최대한 이용하기 위해 기본 기초 시설물, 즉 태양광 발전, 풍력 발전, 파력 발전에 필요한 시설물을 겸용함으로써 개별 설치에 따른 막대한 설치 경비를 절감하고, 또한 구조물의 남쪽 방향에 집광판을 다층 및 복수 열로 설치함과 동시에 이들 집광판을 태양광 추적형 센서에 의해 좌·우로 움직여 하루 동안 최대의 태양광이 조사되게 한다.
동시에 태양광 발전 시설 구조물에 바람이 받는 쪽의 넓은 면을 점점 좁아지게 하면서 방향으로 굽어지게 해, 들어온 바람에 의해 회오리가 생성되며, 이렇게 구성된 날개에 의해 발생한 풍력은 중앙에 설치된 브로우를 회전시킴으로써 발전기가 구동되게 한다.
또한, 바람의 강약에 따라 속도 센서 등의 자동 조정 장치가 보조발전기에 분배 연결되게 하여 선택적으로 가동될 수 있게 함으로써 발전을 도모하고, 발생된 전기는 전력 조정 장치에서 정제되어 축전이나 전원공급을 하게 한다.
이하에서, 첨부된 도면에 의거, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 "A"부 확대도로서, 특히 태양광 발전부와 풍력 발전부가 하나의 구조물에 설치된 구성을 보인 것이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 복합 발전 장치는 구조물(2) 상에 다수개의 집광판(150)이 다수의 횡과 다수의 열로 구성된 태양광 발전부(10)와 상기 구조물(2)의 상단에 바람에 의해 회전되는 브로우(blow)(24)를 갖춘 풍력 발전부(20)가 결합된 형태를 가진다.
상기 다수개의 집광판(15)은 태양이 위치하는 남쪽을 향하여 경사지게 설치되는데, 태양이 동쪽에서 떠올라 서쪽에서 지는 점을 감안하여 집광판이 태양의 위치를 추적하여 좌/우로 이동이 가능하고, 또한 계절에 따라 태양이 위치한 경사 차이를 감안하여 집광판 일측이 상/하로 조절이 되도록 구성되어 있다.
상기 태양 추적 방법은, 연중 태양의 위치 평균과 하루 중 태양의 위치 평균치를 미리 입력하여 추적하도록 하거나 또는 도 1과 같이 광센서(3)에 의한 태양광 추적을 통해서 자동으로 추적하게 할 수 있다.
다수개의 집광판(15)이 동시에 좌/우측으로 회전이 가능한 구조는 도 2에 보다 구체적으로 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다수개의 집광판(15)은 구조물(2)과 분리되어 소정 거리 이격된 집광프레임(11)에 설치되는데, 그 구조는 집광프레임(11)의 내부에 횡방향으로 가로지르는 횡축(12)이 회전 가능하게 구성되고, 상기 횡축(12)과 직각 방향으로 형성된 다수개의 종축(13)은, 일단이 웜기어(14)를 통해 횡축(12)과 연동되고 타측은 집광프레임(11)의 하단에 형성된 축지지대(16)에 지지되고 있으며, 집광판(15)은 상기 종축(13)에 다수개 고정되어 있다.
이러한 구성의 작용은, 도 2에서와 같이 집광판(15)의 좌/우 구동용 모터(M1)를 구동시키면, 횡축(12)이 회전하면서 그것과 웜기어(14)로 연결된 종축(13)이 회전하는 연동 구조이므로, 결국 모터(M1)의 구동방향에 따라 집광판(15)이 종축(13)을 정점으로 좌/우 회전되는 것이다.
따라서 집광판(15)이 태양의 위치를 따라 좌/우로 가변되면서 보다 많은 태양광과 접하게 되므로 많은 에너지를 집적 할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 장치의 측면도로서, 특히 집광판(15)의 상/하 구동 구조를 보인 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 집광프레임(11)은 구조물(2)로부터 소정거리 이격 설치되되, 집광프레임(11)의 하단부는 힌지(9a)에 의해서 회전될 수 있게 지지 고정되고, 상단부는 구조물(2)에 결합된 샤프트기어(17)가 관통, 나합되어 있는 구조이며, 샤프트기어(17)는 헬리컬기어(18)를 통해 모터(M2)와 연결되어 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 모터(M2)의 구동에 의해서 헬리컬기어(18)를 통해 샤프트기어(17)가 정/역회전하고, 샤프트기어(17)의 외주연과 나합된 집광프레임(11)의 상부가 하부에 설치된 힌지(19a)를 기점으로 소정거리 회동되므로, 결국 집광프레임(11)의 상부가 상/하 방향으로 이동되면서 집광프레임(11)의 각도 변화가 가능하게 된다.
여기에서 집광프레임(11)의 각도 변경에 따라 힌지(19a)와 샤프트기어(17)의 위치별 거리가 가변되므로, 샤프트기어(17) 하부에 힌지(19b)를 설치함으로서 가변 거리는 해소될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전부의 구성도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 풍력 발전부(20)는 브로우(blow)축(21)의 상단에 브로우축(21)을 회전시키는 브로우(24)가 구비되고, 브로우(24) 외측에는 바람이 불어오는 방향을 따라 회전되는 풍향날개(22) 및 공기 유입시 회오리를 일으켜서 빠른 압력과 속도를 낼 수 있는 트위스터(23)가 설치되어 있으며, 브로우축(21) 하단에는 증속기어(25)와 그로부터 발전되는 발전기(G1)를 갖추고 있다.
한편, 상기 증속기어(25) 어느 일측에는 브로우(24) 또는 증속기어(25)의 회전속도를 감지하는 속도센서(26)와, 상기 증속기어(25)의 어느 하나의 기어와 클러치(27)를 통해 선택적으로 연결, 발전시키는 보조발전기(G2)가 구비된 구성이며, 이 구조에 대한 작용 설명은 다음과 같다.
풍향날개(22)가 바람이 불어오는 방향으로 회전되면, 바람은 입구가 넓고 출구가 적으면서도 아크 형태로 굴곡이 진 트위스터(23) 내부를 순환하여 고압력과 고속도의 공기를 브로우(24)에 분사하게 되고, 물레방아와 같이 다수의 회전 날개를 구비한 브로우(24)는 트위스터(23)로부터 분사된 공기에 의해서 브로우축(21)을 기점으로 자전하는데, 이 자전 속도는 증속기어(25)를 통해 회전속도가 증가되면서 보다 많은 전력 생산을 가능하게 한다.
이때, 태풍 등으로 인한 매우 빠른 바람이 불 경우, 브로우(24)의 회전속도가 매우 빠르고, 이는 자칫 과다 발전으로 인한 발전기의 교체 필요성 등, 내구성이 저하될 우려가 있으므로 속도센서(26)가 브로우(24) 또는 증속기어(25)의 회전속도를 감지하고, 이상 속도 발생시에는 클러치(27)를 부착시켜서 보조발전기(G2)를 가동시킬 수 있다.
상기 클러치(27)가 연결되어 보조발전기(G2)가 발전 가동되면, 발전기(G1)와 보조발전기(G2) 2기가 가동되므로 보다 많은 양의 전기를 생산할 수 있다는 장점과 함께 증속기어(25)의 빠른 회전속도를 감속시키거나 저항을 부여함으로써, 빠른 회전속도에 의한 파손이나 수명 단축을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 발전 장치의 사시도로서, 특히 태양광 발전부 및 풍력 발전부로 구성된 복합 발전 장치에 파력 발전부를 부가, 구성한 것이다.
도 5를 참조하면, 파력 발전부(30)가 바다 위에서 부상할 수 있도록 하기 위해서 부상프레임(31)의 하단에 부력탱크(32)를 구비하고, 부상프레임(31)의 서로 마주보는 대향면을 상호 잇는 래칫(ratchet)축(33)을 구비하며, 상기 래칫축(33)에 축설되는 래칫기어(34)는 수면 위에서 부상 중인 부레(36)와 지렛대(35)를 통해 연결되어 있다.
도 5에 도시된 파력 발전부(30)의 구조는 이해를 돕기 위해 개략적으로 그 구성을 보인 것이지만, 실제로 래칫축(33)을 평행하게 다수 설치할 수 있고, 하나의 래칫축(33)에 대해서 여러개의 래칫기어(34)를 설치할 수 있다.
이와 같은 구성에 의한 파력 발전부(30)는 부레(36)가 파도의 너울에 의해서 상/하로 이동되면, 래칫기어(34)의 특성 상 래칫축(33)은 일방향으로의 회전만 가능하므로, 많은 수의 부레를 설치하였다면 래칫축(33)은 지속적이고 다소 규칙적으로 회동이 가능하게 되어서, 결국 래칫축(33)과 연동되는 발전기(G3)를 구동할 수 있게 된다.
물론, 상기 파력 발전부(30)의 상세한 구조는 본 발명 출원인에 의해 2003. 4. 4자로 대한민국특허청에 특허출원되어 공개(공개번호 2003-0036503호)되어 있으므로, 상기기 문헌을 참조하여도 좋다.
한편, 수면에 설치된 부상프레임(34)이 조류 등의 영향으로 다른 곳으로 이동하지 않도록 하기 위해 커넥터(37)를 통해서 지상에 설치되어 있는 구조물(8) 소정부에 연결하는데, 이때 부상프레임(34)의 파동에 의해서 구조물(2)이 파손되거나 충격이 가해지는 것을 제거하기 위해 커넥터 부분에 조인트(유니버셜 조인트)(38)를 설치할 수 있다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전 장치의 블록 구성도로서, 태양광 발전(10), 풍력 발전(20) 및 파력 발전(30)에 대한 발전 과정을 블록으로 보인 것이다.
도 6을 참조하면, 집광판으로부터 집적된 열에너지는 일반적인 태양광 발전 장치들에 의해서 전기정제장치(40)를 거치고, 또한 바람에 의해 회전되는 브로우의 회전력은 발전기(G1)를 구동시켜서 전기정제장치(40)를 거치며, 여기에서 회전속도 증가에 의한 과부하를 방지함과 동시에 많은 양의 전기를 생산하기 위해 보조발전기(G2)를 자동으로 가동케 하며, 파력 발전부(30) 역시 래칫기어에 의한 일방향 연속적 회동으로 인해 발전기(G3)가 가동되어 전기정제장치(40)를 거친 후, 축전지(41)를 통해 복합 발전을 이루는 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합 발전 장치의 사시도로서, 전술한 도 1의 실시예와 같은 태양광 발전부와 풍력 발전부를 구성한 장치가 도 7에서와 같이 구조물을 상부로 더 연장시킴으로써 다층으로 형성된 것을 나타낸다.
즉, 본 발명의 복합 발전 장치는 도시된 예로만 한정되는 것은 아니고, 복합 발전 장치가 설치될 면적에 따라 복합발전 장치가 복수 층으로 형성되거나 측면으로 더 배열되는 등의 변형이 가능하다.
이와 같은 변형 실시는, 파력 발전부 역시 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 바닷가, 산 등 기타 설치 용이한 장소에서 각각의 태양광, 풍력 및 파력의 대체 에너지를 구하기 위하여 각각의 시설로 1기씩 시설을 하여 막대한 설치경비와 면적이 필요하던 것을, 본 발명에 따라서 각 발전에 필요한 기본시설을 겸용으로 이용하여 복합 발전 장치를 만들 수 있으므로 경비를 절감하게 되고, 나아가 회오리 바람을 일으키는 트위스터로부터 브로우를 강하게 회전시킬 수 있게 하므로 바람이 비교적 약한 한국에서의 사용이 적합하게 되며, 동시에 바닷가에서는 파력 발전을 할 수 있게 되므로 자연의 대체에너지를 효율적으로 이용할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 태양광 및 풍력 발전 장치에 있어서,
    철탑 구조물(2) 상에 형성된 집광프레임(11) 내부에 복수개의 종축이 회전 가능하게 구비되고, 각 종축(13)에 다수개의 집광판(15)이 고정되며, 상기 종축(13)과 직각 방향으로 교차되는 횡축(12)은 상호 워엄기어(14)로 연동되게 하여 횡축(12)과 연설된 모터(M1)의 구동으로 집광판(15)이 좌/우 회전되도록 한 태양광 발전부(10);와,
    철탑 구조물(2) 상에 입설된 브로우축(21) 상부에 브로우(24)가 구비되고, 그 상단에 풍향날개(22) 및 입구가 넓고 출구가 작으면서 굴곡진 트위스터(23)를 구비하며, 브로우축(24) 하부는 증속기어(25)와 연동하는 발전기(G1)가 형성되어서 풍향날개(22)에 의해 트위스터(23)로 유입, 배출된 바람에 의해 브로우(24)가 회전되도록 한 다수개의 풍력 발전부(20);의 결합을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집광프레임(11)은 구조물(2)에서 소정거리 이격 설치되되, 집광프레임(11) 하단은 힌지(9a)로 결합되고, 상단은 힌지(9b)로 체결된 샤프트기어(17)가 나합 관통되며, 상기 샤프트기어(17)는 모터(M2)에 의해 회전 가능하게 되어서, 모터(M2)의 구동에 의해 집광프레임(11) 상부가 하단 힌지(9a)를 기점으로 상/하 회전되게 한 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 풍력 발전부(20)의 증속기어(25) 소정부에 보조발전기(G2)와 연동하고 증속기어와 선택적으로 연동하는 클러치(27)를 구비하되, 상기 클러치(27)는 브로우(24)의 회전 속도를 감지하는 속도센서(26)가 과다 속도 검출시 증속기어와 연동하게 된 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    수면 위에 위치한 부상프레임(31) 내측대향면 1개소에 수 개의 래칫축(33)이 형성되고, 각 래칫축(33)에 수개의 래칫기어(34)가 형성되며, 상기 각 래칫기어(34)에서 하향 경사진 지렛대(35) 각 선단에 부레(36)가 구비되어서, 파고에 의한 부레(36)의 승/하강 구동이 래칫축(33)과 연동의 발전기(G3)를 구동키는 파력 발전부(30)가 조인트(38)를 구비한 커넥터(37)를 통해 구조물(2)과 연결된 것을 특징으로 하는 복합 발전 장치.
KR1020040088063A 2004-10-29 2004-10-29 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치 KR100688070B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040088063A KR100688070B1 (ko) 2004-10-29 2004-10-29 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치
PCT/KR2005/003624 WO2006046843A1 (en) 2004-10-29 2005-10-29 Hybrid generation systems using solar and wind energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040088063A KR100688070B1 (ko) 2004-10-29 2004-10-29 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050018764A KR20050018764A (ko) 2005-02-28
KR100688070B1 true KR100688070B1 (ko) 2007-02-28

Family

ID=36228053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040088063A KR100688070B1 (ko) 2004-10-29 2004-10-29 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100688070B1 (ko)
WO (1) WO2006046843A1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010048589A2 (en) * 2008-10-25 2010-04-29 Cyanto Corporation Central receiver solar power systems: architecture and controls methods
KR200448920Y1 (ko) 2008-05-28 2010-06-08 김용호 집합식 풍력 발전소 구조
KR100985833B1 (ko) * 2008-04-22 2010-10-08 최명일 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치 및 이를 이용한복합 발전 건축물
KR101027757B1 (ko) * 2007-02-20 2011-04-07 김윤세 태양광과 풍력 및 파력을 이용한 복합발전장치
KR200454230Y1 (ko) * 2010-12-13 2011-06-23 박영길 태양광 및 풍력을 이용한 발전장치
KR101147329B1 (ko) 2009-08-12 2012-05-23 정태락 난간용 태양광 추미장치
KR101192070B1 (ko) 2010-11-10 2012-10-17 해성쏠라(주) 하이브리드형 발전장치
KR101260379B1 (ko) * 2008-09-01 2013-05-08 민승기 풍력 및 태양광 발전기용 블럭
KR101268404B1 (ko) 2008-09-01 2013-05-31 민승기 풍력발전기에 연설되는 태양광 발전장치
KR101448540B1 (ko) * 2013-09-24 2014-10-13 주식회사 이노벤투스 풍력발전기의 기동 및 제동 제어장치

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694485B1 (ko) * 2005-01-11 2007-03-13 (주) 피에스디테크 태양광과 풍력을 이용한 하이브리드 발전시스템
KR100721002B1 (ko) * 2005-09-14 2007-05-28 이정우 태양광 발전기
ITMO20070038A1 (it) * 2007-02-05 2008-08-06 Claudio Londero Impianto di produzione di energia con pannelli fotovoltaici
WO2008102980A1 (en) * 2007-02-20 2008-08-28 Yun Se Kim Complex generator using solar and wind and wave
DE102007012543A1 (de) * 2007-03-13 2008-09-18 Wolfgang Reisdorf Vorrichtung und Verfahren zur Nachführung mindestens eines Moduls einer Solarmodulanlage
WO2008114072A1 (fr) * 2007-03-16 2008-09-25 Mohammed Abid Reseau de centrales hydroelectriques alimentees a l'eau de mer par des energies renouvelables pour leur stockage
WO2009005383A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 Fernando Carlos Santos Pereira Joint system for convertion of eolic, solar, sea waves and marine current energies
ITVI20070280A1 (it) * 2007-10-15 2009-04-16 Beghelli Spa Generatore fotovoltaico autonomo con moduli fotovoltaici movimentabili per l'inseguimento solare.
US7677242B2 (en) * 2007-12-11 2010-03-16 Lasen Development Llc Solar-panel unit
US7705523B2 (en) * 2008-05-27 2010-04-27 Georgia Tech Research Corporation Hybrid solar nanogenerator cells
ITCS20080017A1 (it) * 2008-09-19 2008-12-19 Innova Technology Solutions S R L Concentratore solare ad ottica distribuita
KR101045603B1 (ko) * 2009-03-18 2011-07-19 (주)케이피피씨 태양광 발전장치의 일체형 각도 조절 장치
KR200445993Y1 (ko) * 2009-05-20 2009-09-17 진주원 태양 광 발전 집광판의 회전 각도 조절 장치
KR101160921B1 (ko) * 2009-11-11 2012-06-29 김전수 태양전지판을 구비한 풍력발전기용 집풍타워
CN102061778B (zh) * 2009-11-14 2015-08-26 黄瑛 一种生态屋及其施工方法
ITMI20102022A1 (it) * 2010-10-29 2012-04-30 Ventury Di Achille Grignani Stabilimento di produzione di energia elettrica in località litoranea alimentato da fonti diversificate di energie rinnovabili
WO2013010550A1 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Henrik Ziegler Solar and wind power plant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970016643A (ko) * 1995-09-19 1997-04-28 배순훈 최적 태양열 추적 장치
KR19990038361U (ko) * 1998-03-24 1999-10-25 이종수 태양광 모듈 설치대의 전지판 회전조절장치
KR200329753Y1 (ko) 2003-03-05 2003-10-17 박현식 태양광 발전을 겸한 풍력발전
KR20040103814A (ko) * 2004-10-16 2004-12-09 김윤세 태양광, 풍력 및 파력을 이용한 복합 발전장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4480966A (en) * 1981-07-29 1984-11-06 Octopus Systems, Inc. Apparatus for converting the surface motion of a liquid body into usable power
JP2003214319A (ja) * 2002-01-25 2003-07-30 Yasuhisa Choshoin ２重ドーム式垂直翼型風力発電機
JP2003324210A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Yoshitaka Karasawa パネル分割型、太陽追尾式ソーラーパネルシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970016643A (ko) * 1995-09-19 1997-04-28 배순훈 최적 태양열 추적 장치
KR19990038361U (ko) * 1998-03-24 1999-10-25 이종수 태양광 모듈 설치대의 전지판 회전조절장치
KR200329753Y1 (ko) 2003-03-05 2003-10-17 박현식 태양광 발전을 겸한 풍력발전
KR20040103814A (ko) * 2004-10-16 2004-12-09 김윤세 태양광, 풍력 및 파력을 이용한 복합 발전장치

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027757B1 (ko) * 2007-02-20 2011-04-07 김윤세 태양광과 풍력 및 파력을 이용한 복합발전장치
KR100985833B1 (ko) * 2008-04-22 2010-10-08 최명일 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치 및 이를 이용한복합 발전 건축물
KR200448920Y1 (ko) 2008-05-28 2010-06-08 김용호 집합식 풍력 발전소 구조
KR101260379B1 (ko) * 2008-09-01 2013-05-08 민승기 풍력 및 태양광 발전기용 블럭
KR101268404B1 (ko) 2008-09-01 2013-05-31 민승기 풍력발전기에 연설되는 태양광 발전장치
WO2010048589A3 (en) * 2008-10-25 2010-07-29 Cyanto Corporation Central receiver solar power systems: architecture and controls methods
WO2010048589A2 (en) * 2008-10-25 2010-04-29 Cyanto Corporation Central receiver solar power systems: architecture and controls methods
KR101147329B1 (ko) 2009-08-12 2012-05-23 정태락 난간용 태양광 추미장치
KR101192070B1 (ko) 2010-11-10 2012-10-17 해성쏠라(주) 하이브리드형 발전장치
WO2012081862A3 (ko) * 2010-12-13 2012-09-07 Park Young Gil 태양광 및 풍력을 이용한 발전장치
WO2012081862A2 (ko) * 2010-12-13 2012-06-21 Park Young Gil 태양광 및 풍력을 이용한 발전장치
KR200454230Y1 (ko) * 2010-12-13 2011-06-23 박영길 태양광 및 풍력을 이용한 발전장치
KR101448540B1 (ko) * 2013-09-24 2014-10-13 주식회사 이노벤투스 풍력발전기의 기동 및 제동 제어장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050018764A (ko) 2005-02-28
WO2006046843A1 (en) 2006-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100688070B1 (ko) 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치
KR101027757B1 (ko) 태양광과 풍력 및 파력을 이용한 복합발전장치
EP1423607B1 (en) Column airflow power apparatus
US7315093B2 (en) Wind turbine system for buildings
US5254876A (en) Combined solar and wind powered generator with spiral blades
US7661922B2 (en) Installation for harvesting energy of tides (IHET) in shallow waters
US20090224552A1 (en) Multiple Turbine Energy Collector and System
US20090167025A1 (en) Wind Turbine System for Buildings
JP5455092B1 (ja) 風力原動機
CN101387270A (zh) 水平轴风力发电机
CN101451503A (zh) 具有可活动帆的风力发电机
WO2012003585A1 (en) Solar panel deployment system
CN103956963A (zh) 太阳能和风能发电组合装置
CN101949358B (zh) 风雨发电系统
EP3423710B1 (en) A combined solar and wind energy collecting apparatus
KR20120120809A (ko) 풍량의 집적 유도구조를 이용한 터빈의 연동 적층식 양방향 풍력 발전 설비
WO2019010125A1 (en) INTEGRATED VERTICAL AXIS WIND POWER GENERATING SYSTEM
KR101260379B1 (ko) 풍력 및 태양광 발전기용 블럭
KR101138496B1 (ko) 집수기를 갖는 파 력 발전기와 집 풍기를 갖는 풍력 발전기와 태양 광 발전기의 하이브리드 방식
WO2006131935A1 (en) An improved windmill
WO2008102980A1 (en) Complex generator using solar and wind and wave
KR200463426Y1 (ko) 터널식 수력발전장치
KR20120125119A (ko) 풍력유도되는 풍력 및 태양광 발전장치
CN102269127B (zh) 双面多轴式的大功率风力发电机组
JP2003003944A (ja) ハイブリッド風力発電機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130122

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140508

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee