KR100776708B1 - Pump operated by wind power and sunlight - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 구성을 보인 블럭도.1 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호설명><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
100 : 태양셀 200 : 풍력 발전기100: solar cell 200: wind generator
300 : 인터록 스위치 400 : 전류부300: interlock switch 400: current portion
500 : 전력 변환부 600 : 양수장치부500: power conversion unit 600: pumping unit
700 : 관개시설 700: irrigation facilities
본 발명은 풍력 및 태양광을 이용한 양수 장치에 관한 것으로, 특히 바람을 이용하여 전력을 발생하는 풍력 발전기와 태양으로부터 태양 에너지를 전달받아 전원을 발생시키는 태양 셀을 이용하여 물을 펌핑할 수 있도록 하는 풍력 및 태양광을 이용한 양수 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pumping device using wind power and solar light, and in particular, to allow water to be pumped using a wind generator generating power using wind and a solar cell generating power by receiving solar energy from the sun. It relates to a pumping device using wind and solar light.
일반적으로 수도 시설이 설치되지 않은 산간오지, 도서벽지 등에서는 전원을 연결할 수 있는 양수장치 즉, 펌프를 이용하여 지하 또는 저수지로부터 양수된 물을 펌핑하여 농업용수로 이용하거나, 또는 깨끗한 물은 식수로 사용하게 된다.In general, in mountainous areas and island walls where water facilities are not installed, pumping devices that can be connected to power supply, that is, pumped water from underground or reservoirs, are used as agricultural water, or clean water is used as drinking water. Done.
이러한 양수시설은 전력이 공급되는 곳에 한정되고, 전력이 공급되지 않는 곳에서는 디젤 발전기 등을 이용하여 모터 펌프를 동작시켜 식수 또는 농업용수를 공급받게 된다.Such a pumping facility is limited to a place where electric power is supplied, and where no electric power is supplied, a water pump or agricultural water is supplied by operating a motor pump using a diesel generator or the like.
그런데, 이러한 경우 발전기를 작동할 때 소비되는 연료의 비용이 과다하게 지출되어 제한적인 급수만이 가능하며, 연료를 구하기 위해서는 장거리 장시간을 이동해야 하는 번거로움을 가지고 있다. However, in this case, the cost of the fuel consumed when operating the generator is excessively limited, so that only limited water supply is possible, and it is troublesome to travel long distance long time to obtain fuel.
또한, 일반적인 자연 에너지 즉, 태양광, 풍력, 수력 등을 이용하는 경우 충전 장치를 이용하여 발생된 전력을 충전하여 자연 에너지가 공급되지 않는 경우 충전된 전력을 이용하게 되지만, 이는 기후 변화에 매우 둔감한 장치이므로 양수장치에 안정적인 전원을 공급하기가 매우 곤란하다.In addition, when using general natural energy, that is, solar, wind, hydropower, etc., the power generated by the charging device is charged, and when the natural energy is not supplied, the charged power is used, but it is very insensitive to climate change. As it is a device, it is very difficult to supply stable power to the pumping device.
다시 말하면, 전력을 충전하기 위하여 여러 가지의 자연 에너지 중 어느 하나를 통해서만 전력을 발생하므로 전력 발생 조건이 충족되지 않는 경우 전력의 충전이 곤란하다는 것이다.In other words, since power is generated only through any one of various kinds of natural energy to charge power, it is difficult to charge power when the power generation condition is not satisfied.
또한, 충전 장치로 밧데리를 사용하게 되는데, 이는 상당히 고가이며, 수명에 한계를 가지므로, 운영비용이 상승하게 되는 단점이 있다.In addition, the use of the battery as a charging device, which is quite expensive, and has a disadvantage in that the operating cost is increased, because it has a limited lifetime.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전력이 공급되지 않는 곳에서도 전력 또는 화석 연료의 에너지원이 없이도 풍력과 태양광에 의해서 원활한 전력 공급에 의한 용수의 공급이 이루어지도록 하여 에너지 절감 및 환경 친화적인 에너지를 얻도록 하는데 목적이 있다.Therefore, in order to solve the problems as described above, the energy is supplied to the water by a smooth power supply by the wind and sunlight even without power or fossil fuel energy source in the place where power is not supplied. The purpose is to obtain energy saving and environmentally friendly.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve this object, the present invention,
태양광 에너지를 직류 전기 에너지로 변환하는 태양 셀;Solar cells for converting solar energy into direct current electrical energy;
바람의 힘을 교류 전기 에너지로 변환하는 풍력 발전기;A wind generator that converts wind power into alternating electrical energy;
상기 태양 셀과 풍력 발전기의 출력인 직류 및 교류 전기 에너지를 인입받아 상호 간섭없이 선택적으로 절체시켜 출력하는 인터록 스위치;An interlock switch that receives DC and AC electrical energy output from the solar cell and the wind generator and selectively alternates and outputs the interference without mutual interference;
상기 인터록 스위치로부터 선택되어 공급되는 전기 에너지가 교류인 경우 직류 전원으로 정류시키는 정류부;A rectifier for rectifying the DC power when the electric energy selected from the interlock switch is AC;
상기 정류부로부터 공급되어진 직류 전원을 양수기의 소요 전원 형태로 변환하는 전력 변환부;A power converter converting the DC power supplied from the rectifier into the required power of the pump;
상기 전력 변환부로부터 공급되는 전원에 의하여 펌핑을 행하는 양수기;로 구성된 것을 특징으로 한다.And a pump for pumping by the power supplied from the power converter.
또한, 상기 전력 변환부는 태양 셀과 풍력 발전기의 출력 에너지의 크기를 감지하여 최대 출력점 추종 제어를 통하여 양수기를 구동시키도록 구성된다.In addition, the power converter is configured to sense the magnitude of the output energy of the solar cell and the wind generator to drive the pump through the maximum output point tracking control.
이와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 자연 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위하여 태양 셀(100)과 풍력 발전기(200)를 이용하게 되는데, 이는 태양의 일조량이 적은 날이나 바람이 적게 부는 날에 두 시스템 즉 태양 셀(100)과 풍력 발전기(200)의 상보 작용을 이용하기 위함이다.First, the
태양 셀(100)은 주간에 태양에서 발산되는 태양광 에너지를 모으는 PV 모듈을 다수 배치하여 구성하고, 지면과는 약간의 경사각을 두어 태양광을 최적으로 수집할 수 있도록 설치된다.
이러한 태양 셀(100)은 태양광을 직류 전원으로 변환하여 인터록 스위치(300)쪽으로 출력한다.The
풍력 발전기(200)는 바람의 힘을 이용하여 교류 전기 에너지로 변환하여 인터록 스위치(300)쪽으로 출력하게 된다.The
인터록 스위치(300)는 상기 태양 셀(100) 및 풍력 발전기(200)로부터 발생된 직류 및 교류 전기 에너지를 상호 간섭없이 절체하여 정류부(400)로 제공하게 된다.The
정류부(400)는 인터록 스위치(300)로부터 공급되는 직류 전원을 전력 변환부(500)쪽으로 바이패스시키고, 또한 전원 발생단과 부하측과의 역접속을 방지한다.The
반면에 인터록 스위치(300)로부터 교류 전원이 공급되는 경우 이를 직류 전 원 형태로 정류하여 출력하게 된다.On the other hand, when AC power is supplied from the
전력 변환부(500)는 정류부(400)로부터 공급되는 직류 전원을 부하측인 양수기(600)의 전원 소모 형태에 따라 변환하게 되는데, 예를 들면 양수기(600)가 직류 모터를 사용하는 경우 전압과 전류량을 그에 적절하게 변환시키고, 교류 모터를 사용하는 경우 전원 컨버팅을 통하여 교류 전압과 전류를 갖는 전원을 형성하게 된다.The
이렇게 형성된 전원은 양수기(600)로 공급되어 식수 또는 농업 용수를 지하로부터 펌핑하게 된다.The power thus formed is supplied to the
이때, 전력 변환부(500)는 태양 셀(100)과 풍력 발전기(200)에서 발생되어 직류 전원 형태로 인입되는 두 시스템의 에너지를 측정하여 최대 출력점 추종(Maximum Power Point Tracking) 제어를 통하여 상시 최대 파워로 양수기(600)를 구동시키게 된다.
최대 출력점 추종 제어란, 2개 이상의 전력 발생원으로부터 발생된 전력의 차이가 발생하는 경우 더 높은 전력을 갖는 전력 발생원으로부터 전력을 공급받아 사용함으로써 현재 공급되는 다수의 전력중 최대 파워의 전력을 선택하여 사용하는 제어 방식이다.
예를 들면, 태양 셀(100)로부터 공급되는 전력량이 풍력 발전기(200)로부터 공급되는 전력량보다 큰 경우 이를 동시에 사용하게 되면 태양 셀(100)과 풍력 발전기(200)로부터의 전력이 평균치로 변환되므로, 태양 셀(100)의 전력이 풍부함에도 불구하고 전력량이 저하되는 경우가 발생하게 된다.
따라서, 이러한 경우에는 풍력 발전기(200)로부터 출력되는 전력은 배제시키고, 태양 셀(100)로부터 출력된 전력만을 선택함으로써 태양 셀(100)과 풍력 발전기(200)의 최대 출력점을 추종 즉 선택하도록 제어하는 것이다.
물론, 풍력 발전기(200)로부터 공급되는 전력량이 태양 셀(100)로부터 공급되는 전력량보다 큰 경우에도 이러한 최대 출력점 추종 제어 방식에 의하여 풍력 발전기(200)로부터의 전력만을 선택하여 사용하게 된다.
따라서, 양수기(600)는 현재 공급되는 2중의 전력원 중 더 큰 파워 즉, 상시 최대 파워로 펌핑을 행하여 관개시설(700)로 양수된 물을 공급한다.
이 양수된 물은 바로 용수가 필요한 장소로 흐르기도 하고, 별도의 양수 탱크에 저장되다가 필요한 식수나 농업용수로 사용할 수 있다. In this case, the
Maximum output point tracking control is to select the power of the maximum power among the plurality of power currently supplied by using the power from the power source having a higher power when the difference in power generated from two or more power generation source occurs The control method used.
For example, when the amount of power supplied from the
Therefore, in this case, the power output from the
Of course, even when the amount of power supplied from the
Accordingly, the
The pumped water flows directly to where the water is needed and can be stored in a separate pumping tank for use as drinking or agricultural water.
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전력이 공급되지 않거나 전력 사정이 좋지 않은 곳에 디젤 발전기를 이용하지 않고 순수자원인 풍력 및 태양광을 이용해서 원활한 용수의 공급이 이루어지는 것이다. Where no power is supplied or power is not good, a smooth supply of water is achieved by using wind and solar power, which are pure resources, without using a diesel generator.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 풍력 및 태양광을 이용한 양수 장치에 의하면, 전기가 공급되지 않는 산간벽지 또는 오지에서도 청정에너지인 풍력과 태양광을 이용해서 원활한 용수의 공급이 이루어지도록 한 효과가 있다. As described above, according to the pumping device using the wind and solar light of the present invention, even in the mountain wall or remote areas where electricity is not supplied, the effect of smoothly supplying the water by using the wind and solar light, which is clean energy, is achieved. have.
이는 전력 발전소를 통한 전력 또는 연료 등의 에너지 없이도 모터 펌프의 동작이 가능하도록 하여 에너지 절감 및 환경 친화적이다. This enables the operation of the motor pump without energy such as power or fuel through the power plant, thereby saving energy and being environmentally friendly.
또한 충전 장치로 일반적으로 사용하는 밧데리를 사용하지 않기 때문에 수명의 한계 및 시스템이 간단하고 저렴해지는 효과가 있다.In addition, since the battery is not generally used as a charging device, there is a limit on the lifetime and the system becomes simple and inexpensive.
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KR101533248B1 (en) * | 2008-09-22 | 2015-07-09 | 엘지전자 주식회사 | Hybrid power converting apparatus |
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KR200373968Y1 (en) | 2004-11-09 | 2005-01-21 | (주)에타솔라 | Hybridr street light system with tracking |
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2007
- 2007-03-13 KR KR1020070024545A patent/KR100776708B1/en not_active IP Right Cessation
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