KR101060156B1 - 지붕형 하이브리드 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지붕형 발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물 또는 승강장 등의 지붕에 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 풍력발전수단과, 그 상부에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광발전수단이 일체로 구성되어 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로서 전기를 생산하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 승강장의 지붕 위에 설치되는 발전기와; 상기 발전기에 축 결합되어 수직형태로 회전팬이 설치되고, 이 회전팬의 각 블레이드에 바람이 집풍 유도되어 풍력이 작용되며, 상기 회전팬의 둘레에 외주연을 이루도록 집풍유도구조체가 형성된 풍력발전수단과; 상기 풍력발전수단의 상부에 회전가능하게 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환 시키는 태양광발전수단과; 상기 풍력발전수단과 태양광발전수단을 통해 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로서 생산된 전기를 충전하는 축전지로 구성된 것을 특징으로 하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 집풍유도구조체는 상기 승강장과 발전기 사이에 설치되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 상측으로 돌출 형성하되, 상기 회전팬의 각 블레이드에 바람이 집풍 유입되도록 상기 회전팬을 중심으로 방사방향으로 수직 형성된 풍향유도판으로 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 태양광발전수단은 상기 풍력발전수단의 상부에 설치되어 태양의 진행 경로를 추적하는 태양광추적수단과; 다수의 솔라셀이 배열된 사각판체의 태양전지판과; 상기 태양전지판의 하단에 설치되어 솔라셀이 태양을 바라보도록 경사지게 태양전지판을 지지하는 지지포스트가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 태양광추적수단은 태양의 위치를 감지하는 태양광센서와; 상기 태양전지판을 수평 회전 시키는 회전판과; 상기 회전판의 하단에 구비되어 회전판을 회전시키는 회전수단과; 상기 태양전지판의 하단에 구비하되, 태양전지판의 상측과 회전판의 상측을 연결하여 태양전지판의 경사를 조절하는 높이 조절수단과; 상기 태양광센서의 신호를 받아 상기 회전수단과 높이 조절수단을 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징한다.
또한, 상기 풍향유도판 중 상기 회전팬을 중심으로부터 상기 베이스 플레이트의 모서리까지 이어지게 형성된 풍향유도판은 집풍유도구조체에 형성된 유입구에 많은 량의 주풍이 유입되도록 상기 베이스 플레이트의 범위안에서 수평방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구조물은 버스승강장, 산불감시도, 보안등, 감시초소, 등대 등 어느 하나로 이루어지며, 상기 풍력발전수단과 태양광 발전수단이 상기 버스승강장의 상부에 설치되되, 상기 버스승강장의 일측에는 상기 풍력발전수단과 태양광 발전수단에서 생산되는 전기를 축적하는 축전지와 조명등과, 배차 정보시스템이 구비되어, 상기 축전지를 통해 상기 조명등 및 배차 정보시스템에 전기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공함으로써, 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로서 전기를 생산하고 축전하여 재생 에너지에 대한 에너지 효율을 극대화 하는 효과가 있다.
또한, 시공비, 제품비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 승강장과 같은 소형 구조물 설치함으로 교통 편의 시설을 확충할 뿐만 아니라 태양이 비추고 바람이 불기만 한다면 어디든 설치가 가능한 것이 장점이다.
또한, 국내 자연환경을 비롯한 저풍질의 바람에 적합하도록 발전기를 개발하여 국내시장이 외국에 종속되는 것을 막고, 더 나아가 녹색 산업으로서 고용 및 수출을 증대하는데 큰 효과가 있다.
또한, 기존 건물이나 신축 건물 예를 들어 아파트, 빌라, 단독주택, 빌딩 등의 옥상에 설치가 가능하며, 진동 및 소음이 적어 도시 밀집지역 및 근교 외곽지역에서도 설치가 가능하고, 건물 외에 건축 구조물에 설치가 가능한 장점이 있다.

Description

지붕형 하이브리드 발전 시스템{A Hybrid generate electricity system for a roof type}
본 발명은 지붕형 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물 또는 승강장 등의 지붕에 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 풍력발전수단과, 그 상부에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광발전수단이 일체로 구성되어 풍력과 태양광을 이용해 복합적으로 발전함으로써 전기를 생산하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 풍력 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력을 이용해 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력을 통해 발전기를 구동시켜 전기를 생산하는 에너지 발생장치이고, 태양광발전기는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 에너지 발생장치이다.
이에 따라, 최근 풍력 및 태양광은 청정 에너지로서 현재 세계 각국에서 지속적인 기술개발을 하고 있으며, 전 세계적으로 상용화가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 종래의 발전시스템은 풍력발전 또는 태양광발전 중 어느 하나에 편중되어 있으며, 이를 자세히 살펴보면, 먼저, 풍력발전기의 경우 해안가, 구릉지, 산 능선 등지에 설치되며 평균 풍속이 8 ~ 12 m/s 이상의 지속적인 바람이 불어야 정격 전력을 얻을 수 있기 때문에 지역적 특성상 설치장소가 한정되어 있다.
또한, 태양광발전기의 경우 날씨변화에 따라 영향을 크게 받으며, 전형적인 한국 지형의 기후가 매우 열악하여 태양광발전을 한다 하더라도 일평균 4시간 이상의 발전이 어렵고, 며칠간 연속적으로 발전이 중단될 수 있다.
이러한 두 발전 시스템의 단점을 보완하여 최근 풍력과 태양광을 복합하여 발전하기 위한 선행적 기술로서, "태양에너지 및 풍력에너지를 이용한 발전장치(특허공개번호 2011-0008734호)"가 개시되어 있는데, 이를 살펴보면, 복수의 팬을 설치하여 풍력에 의해 팬에 연결된 발전기를 구동시켜 전기를 생산하고, 그 상부에 태양광 집광하여 온수를 집수함으로써, 집광효율이 뛰어나 고 효율적인 에너지 수집이 가능하고, 풍력발전이 동시에 연계되므로 기상 상태가 고르지 못할 경우나 야간 동안에도 축열, 축전이 가능하여 에너지 효율을 높이도록 구성되어 있다.
그러나, 종래 기술은 그 구성이 매우 복잡하며, 규모가 대형화되어 있어, 설치 비용 및 유지보수 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 풍력발전기는 탁 트인 공간에 별도의 폴대를 세워 설치하여야 하므로 장소적 제약이 있으며, 하이브리드형으로 제작 및 설치하기가 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 풍력발전수단과, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광발전수단이 일체로 구성되어 풍력과 태양광을 이용해 복합적으로 발전함으로써 전기를 생산하고 축전하는 등 재생 에너지에 대한 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 상기 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 경우 종래 태양 및 풍력을 이용한 발전장치에 비해 그 구성이 간단하고, 유지보수가 용이하며, 승강장과 같은 소형 구조물에 설치가 가능한 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 국내 자연환경을 비롯한 저풍질의 바람에 적합하도록 발전기를 개발하여 국내시장이 외국에 종속되는 것을 막고, 더 나아가 녹색산업으로서 고용증대 및 수출증대를 도모할 수 있는 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 기존 건물이나 신축 건물 예를 들어 아파트, 빌라, 단독주택, 빌딩 등의 옥상에 설치가 가능하며, 진동 및 소음이 적어 도시 밀집지역 외에도 근교 외곽지역에서도 마찬가로 설치가 가능하고, 건물 외에도 건축 구조물에도 설치가 가능한 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 구조물의 지붕 위에 설치되는 발전기와; 상기 발전기에 축 결합되어 수직형태로 회전팬이 설치되고, 이 회전팬의 각 블레이드에 바람이 집풍 유도되어 풍력이 작용되며, 상기 회전팬의 둘레에 외주연을 이루도록 집풍유도구조체가 형성된 풍력발전수단과; 상기 풍력발전수단의 상부에 회전가능하게 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광발전수단과; 상기 풍력발전수단과 태양광발전수단을 통해 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로서 생산된 전기를 충전하는 축전지로 구성된 것을 특징으로 하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 집풍유도구조체는 상기 승강장과 발전기 사이에 설치되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 상측으로 돌출 형성하되, 상기 회전팬의 각 블레이드에 바람이 집풍 유입되도록 상기 회전팬을 중심으로 방사방향으로 수직 구조로 형성된 풍향유도판으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태양광발전수단은 상기 풍력발전수단의 상부에 설치되어 태양의 진행 경로를 추적하는 태양광추적수단과; 다수의 솔라셀이 직병렬로 배치되어 이루어진 태양전지판과; 상기 태양전지판이 태양과 수직상태를 이루도록 일정각도로 경사지게 설치된 태양전지판을 지지하는 지지포스트가 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 태양광발전수단은 상기 풍력발전수단의 상부에 설치되어 태양의 진행 경로를 추적하는 태양광추적수단과; 다수의 솔라셀이 배열된 사각판체의 태양전지판과; 상기 태양전지판의 하단에 설치되어 솔라셀이 태양을 바라보도록 경사지게 태양전지판을 지지하는 지지포스트가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 태양광추적수단은 태양의 위치를 감지하는 태양광센서와; 상기 태양전지판을 수평 회전 시키는 회전판과; 상기 회전판의 하단에 구비되어 회전판을 회전시키는 회전수단과; 상기 태양전지판의 하단에 구비하되, 태양전지판의 상측과 회전판의 상측을 연결하여 태양전지판의 경사를 조절하는 높이 조절수단과; 상기 태양광센서의 신호를 받아 상기 회전수단과 높이 조절수단을 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풍향유도판 중 상기 회전팬을 중심으로부터 상기 베이스 플레이트의 모서리까지 이어지게 형성된 풍향유도판은 집풍유도구조체에 형성된 유입구에 많은 량의 주풍이 유입되도록 상기 베이스 플레이트의 범위 안에서 수평방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구조물은 버스승강장, 산불감시도, 보안등, 감시초소, 등대 등 어느 하나로 이루어지며, 상기 풍력발전수단과 태양광 발전수단이 상기 버스승강장의 상부에 설치되되, 상기 버스승강장의 일측에는 상기 풍력발전수단과 태양광 발전수단에서 생산되는 전기를 축적하는 축전지와 조명등과, 배차 정보시스템이 구비되어, 상기 축전지를 통해 상기 조명등 및 배차 정보시스템에 전기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템을 제공함으로써, 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로써 전기를 생산하고 축전하여 재생 에너지에 대한 에너지 효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 시공비, 제품비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 승강장과 같은 소형 구조물 설치함으로 교통 편의 시설을 확충할 뿐만 아니라 태양이 비추고 바람이 불기만 한다면 어디든 설치가 가능한 것이 장점이다.
또한, 국내 자연환경을 비롯한 저풍질의 바람에 적합하도록 발전기를 개발하여 국내시장이 외국에 종속되는 것을 막고, 더 나아가 녹색 산업으로서 고용 및 수출을 증대하는데 큰 효과가 있다.
또한, 기존 건물이나 신축 건물 예를 들어 아파트, 빌라, 단독주택, 빌딩 등의 옥상에 설치가 가능하며, 진동 및 소음이 적어 도시 밀집지역 및 근교 외곽지역에서도 설치가 가능하고, 건물 외에 건축 구조물에 설치가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 사시도
도 2는 본 발명의 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 측면도
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 지붕형 하이브리드 발전 시스템 중 풍력발전수단의 작동상태와, 태양광발전수단의 작동상태를 도시한 상태도
도 4는 본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 구성에 대한 계략도
도 5는 본 발명에서 회전수단을 구성하는 구성도
본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템은 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 측면도를 나타낸 것이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 지붕형 하이브리드 발전 시스템 중 풍력발전수단의 작동상태와, 태양광발전수단의 작동상태를 도시한 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템의 구성에 대한 계략도이고, 도 5는 본 발명에서 회전수단을 구성하는 구성도이다.
도 1과 도 2와 도 4에 의하면, 본 발명은 지붕 위에 설치되는 발전기(111)와; 상기 발전기(111)에 축 결합되어 수직형태로 회전팬(113)이 설치되고, 이 회전팬(113)의 각 블레이드(113a)에 바람이 집풍 유도되어 풍력이 작용되며, 상기 회전팬(113)의 둘레에 외주연을 이루도록 집풍유도구조체(114)가 형성된 풍력발전수단(110)과; 상기 풍력발전수단(110)의 상부에 회전가능하게 설치되어 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광발전수단(120)과; 상기 풍력발전수단(110)과 태양광발전수단(120)을 통해 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로써 생산된 전기를 충전하는 축전지(15)로 구성된다.
여기서, 집풍유도구조체(114)는 상기 지붕과 발전기(111) 사이에 설치되는 베이스 플레이트(117)와; 상기 베이스 플레이트(117)의 상측으로 돌출되어 다수의 유입 및 유출 경로를 형성하며, 상기 회전팬(113)의 각 블레이드(113a)에 바람이 집풍 유입되도록 상기 회전팬(113)을 중심으로 방사방향으로 수직 형성된 풍향유도판(115)으로 구성된다.
또한, 상기 태양광발전수단(120)은 상기 풍력발전수단(110)의 상부에 설치되어 태양의 진행 경로를 추적하는 태양광추적수단(130)과; 다수의 솔라셀(122)이 배열된 사각판체로서 솔라셀이 태양을 바라보도록 경사지게 설치된 태양전지판(121)과; 상기 태양전지판(121)의 후방에 설치되어 경사진 태양전지판(121)을 지지하는 지지포스트(126)가 형성된다.
이때, 상기 태양광추적수단(130)은 태양의 위치를 감지하는 태양광센서(131)와; 상기 태양전지판(121)을 수평 회전 시키는 회전판(133)과; 상기 회전판(133)을 구동시키는 회전수단(134)과; 상기 태양전지판(121)의 경사를 조절하는 높이 조절수단(135)과; 상기 태양광센서(131)의 신호를 받아 상기 회전수단(134)과 높이 조절수단(135)을 제어하는 제어부(132)로 이루어진다.
또한, 상기 풍향유도판(115) 중 상기 회전팬(133)을 중심으로부터 상기 베이스 플레이트(117)의 모서리까지 이어지게 형성된 풍향유도판(115)은 집풍유도구조체(114)에 형성된 유입구(118a,118b)에 많은 량의 주풍이 유입되도록 상기 베이스 플레이트(117)의 범위안에서 수평방향으로 길게 형성된다.
또한, 상기 구조물은 버스승강장(10), 산불감시도, 보안등, 감시초소, 등대 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 풍력발전수단(110)과 태양광 발전수단(120)이 상기 버스승강장(10)의 상부에 설치되되, 상기 버스승강장(10)의 일측에는 상기 풍력발전수단(110)과 태양광 발전수단(120)에서 생산되는 전기를 축적하는 축전지(15)와 조명등(11)과, 배차 정보시스템(13)이 구비되어, 상기 축전지(15)를 통해 상기 조명등(11) 및 배차 정보시스템(13)에 전기를 공급한다.
상기한 구성을 자세히 살펴보면, 본 발명은 승강장(10)의 지붕 위에 설치되어 풍력 에너지를 전기에너지로 변환시키는 풍력발전수단(110)이 설치되고, 그 상부에 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광발전수단(120)이 일체로 설치되어 풍력 및 태양광 에너지를 이용해 복합적으로 발전하여 전기를 생산하도록 구성된다.
먼저, 상기 풍력발전수단(110)은 상기 승강장의 지붕 위에 발전기(111)가 설치되고, 이 발전기(111)에 축 결합되어 수직형태로 회전팬(113)이 설치된다.
여기서, 상기 회전팬(113)은 일명 다익팬으로서 원통형의 팬 외주면에 많은 블레이드(113a)가 형성된 시로코팬이 사용되는데, 이때, 상기 회전팬(113)을 구성하는데 있어 상기한 시로코팬에 한정되지 않고 통상적으로 사용되고 있는 블레이드는 모두 포함됨을 미리 밝혀둔다.
상기 회전팬(113)의 둘레에 외주연을 이루며, 상기 회전팬(113)으로 바람이 유입되도록 풍향유도판(115)이 일체로 형성된 집풍유도구조체(114)가 상기 승강장(10)의 지붕에 설치된다.
이때, 상기 집풍유도구조체(114)는 상기 승강장(10)의 지붕 넓이와 동일한 크기의 베이스 플레이트(117)가 형성되고, 이 베이스 플레이트(117)의 상부에 상기 회전팬(113)이 중심이 되도록 수직형태의 풍향유도판(115)이 방사방향으로 형성된다.
여기서, 상기 풍향유도판(115) 중 일부 풍향유도판(115)은 상기 베이스 플레이트(117)의 모서리를 따라 코너까지 연장되는 연장판(115a)이 더 형성된다.
이때, 상기 연장판(115a)은 상기 회전팬(113)을 중심으로 대응되게 형성되며, 주풍이 유도되는 유입구(118a,118b)를 형성하기 위한 것이다.
상기 주풍은 주로 불어오는 바람으로 한국의 경우 주풍은 북서풍과 남동풍이 가장 많이 불기 때문에 상기 풍력발전수단(110)은 북서쪽과 남동쪽 방향으로 유입구(118a,118b)가 위치하도록 설치하는 것이 매우 바람직하다.
또한, 상기와 같이 풍향유도판(115)에 의해 형성된 방향성 유로(116)를 통해 바람이 유입되는 집풍유도구도체(114)의 외주연 유입구(118a,118b)으로부터 회전팬(113)과 대응 연통되어 이어지는 각각의 방향성 유로(116)가 직선형태나 곡선형태로 형성되어 있는데, 이때 상기 각각의 풍향유도판(115)을 이용해 방향성 유로(116)를 형성함에 있어 직선형태나 곡선형태 등 어느 하나의 구조로 한정하지 않으며, 이중 어느 구조를 사용하여도 본 발명의 풍력발전수단(110)을 구성하는데 무리가 없음을 미리 밝혀둔다.
또한, 종래의 풍력발전장치 보다 많은 바람을 모아 회전팬(113)을 회전시킴으로, 동일 풍속에서 같은 크기의 회전팬(113)으로 회전 시켰을 경우 발전량이 증가되는 것을 알 수 있다.
다음, 상기 태양광발전수단(120)은 상기 풍력발전수단(110)의 상부에 태양전지판(121)이 태양을 수직으로 바라보도록 경사지게 설치되고, 그 하단에 상기 태양전지판(121)의 경사각을 유지할 수 있도록 지지포스트(126)이 설치되며, 상기 태양전지판(121)의 솔라셀이 항상 태양을 바라볼 수 있도록 태양광추적수단(130)이 설치되어 구성한다.
이때, 상기 태양전지판(121)의 전면에는 다수개의 솔라셀(122)이 배열 설치된다.
상기 솔라셀(122)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 말하며, 태양전지(太陽電池) 또는 광전지라고도 한다.
여기서, 상기 태양광추적수단(130)은 태양의 위치를 감지하는 태양광센서(131)와, 상기 태양전지판(121)을 수평 회전 시키는 회전판(133)과, 상기 회전판(133)을 구동시키는 회전수단(134)와, 상기 태양전지판(121)의 경사를 조절하는 높이 조절수단(135)과, 상기 태양광센서(131)의 신호를 받아 상기 회전수단(134)와 높이 조절수단(135)을 제어하는 제어부(132)로 이루어진다.
이때, 상기 태양광센서(131)는 상기 태양전지판(121)의 전면에 구비되며, 태양의 위치를 정확하게 감지하기 위해서 하나 이상의 태양광센서(131)를 태양전지판(121)의 각 모서리에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 의하면, 상기 회전판(133)의 하단에 회전수단(134)이 구비되고, 상기 회전수단(134)은 상기 태양전지판(121)이 수평으로 선회할 수 있도록 상기 회전판(133)을 회전시키는데 있어서, 상기 회전수단(134)은 모터(134a)와 이 모터(134a)의 회전축(134c)에 연동되어 동력을 전달하는 기어박스(134b) 구성하는 것이 일반적이며, 이 외에 다른 방식으로 회전수단(134)을 구성해도 무방하다.
그리고, 상기 회전판(133)의 상부에 태양전지판(121)이 구비된다.
이때, 상기 태양전지판(121)의 하단에 태양전지판(121)의 경사각도를 조절하는 높이 조절수단(135)이 더 구비된다.
여기서, 상기 높이 조절수단(135)은 피스톤, 기어, 체인 등의 구조 중 어느 구조를 사용하여도 본 발명의 태양광발전수단(120)을 구성하는데 무리가 없으며, 도면에서는 편의상 피스톤 구조로 도시한다.
상기 태양전지판(121)의 전면 일측에 설치된 태양광센서(131)가 태양의 위치를 감지하여 제어부(132)에 신호를 보내고, 그 신호를 받은 제어부(132)는 미리 설정된 프로그램에 의해 상기 회전수단(134)와 높이 조절수단(135)을 작동시켜 상기 태양전지판(121)이 항상 태양을 바라볼 수 있도록 한다.
상기 태양전지판(121)에서 생성된 전기는 상기 축전지(15)에 축전은 물론 승강장(10)에 구비된 조명등(11)과 버스 정보시스템(13)에 전기를 공급한다.
이상, 상기 구성에 따라 풍력 에너지를 전기에너지로 변환하는 풍력발전수단과, 그 상부에 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양광발전수단이 일체로 구성되어 풍력과 태양광을 복합적으로 발전함으로서 전기를 생산하는 것 뿐만 아니라 승강장(10)에 구비된 조명등(11)과 버스 정보시스템(13)에 전기를 공급함은 물론 생산된 잉여전기는 주변 시설물에 공급할 수 있다.
또한, 교외 지역의 한적한 버스 승강장에 풍력과 태양광으로 충전하여 야간 조명과 배차간격이 넓은 시골버스의 버스 도착 예정 정보시스템을 장착할 수 있으므로 버스 이용의 편의성 증대와 범죄를 예방할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해서 본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템은 다음과 같이 작동된다.
도 3a에 의하면, 상기 풍력발전수단(110)의 경우, 우리나라의 기후를 고려할 때 주풍은 북서풍과 남동풍이 주로 부는데, 도면상의 직선화살표가 북서풍 또는 남동풍이라는 가정하에 화살표와 같이 직선상으로 바람이 불어와 집풍유도구조체(114)에 형성된 풍향유도판(115)에 바람이 유도되어 유입구(118a,118b)에서부터 형성된 유로(116)를 따라 회전팬(113)까지 유선형을 그리며 도달하게 된다.
이때, 상기 회전팬(113)에 형성된 각각 블레이드(113a)에 바람이 유입되어 대응되어 회전팬(113)을 회전시키고, 상기 회전팬(113)에 축결합된 발전기(111)에 의해 전기를 생산하게 된다.
또한, 도 3b에 의하면, 상기 태양광발전수단(120)은 태양광센서(131)와, 제어부(132)와, 회전판(133)으로 이루어진 태양광추적수단(130)에 의해 태양이 떠있는 시간동안 상기 태양전지판(121)에 태양광이 조사되어 태양전지판(121)에 설치된 솔라셀(122)에 의해 전기를 생산한다.
상기 생산된 전기는 도 4에 의하면, 승강장(10)의 일측에 구비된 축전지(15)에 축전되고, 상기 버스승강장(10)을 운영하기 위한 조명등(11) 및 배차 정보시스템(13)에 전력을 공급함은 물론, 사용하고 남는 전력은 주변 시설에 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 지붕형 하이브리드 발전 시스템(100)는 기존 건물이나 신축 건물 예를 들어 아파트, 빌라, 단독주택, 빌딩 등의 옥상에 설치가 가능하며, 진동 및 소음이 적어 도시 밀집지역 외에도 근교 외곽지역에서도 설치가 가능하고, 건물 외에도 건축 구조물에도 설치가 가능하다.
이는 국내 풍환경에 적합하도록 저급 풍속에 가동되는 풍력발전기로 소형화할 수 있으며, 교통 편의 시설의 증대와 범죄를 예방할 뿐만 아니라, 녹색산업으로서 고용증대와 수출증대를 가져오고, 에너지 절약 및 CO2 감소가 가능하고, 나아가 화석연료 수입을 줄여 에너지 자립도를 높일 수 있으며, 제품비, 시공비, 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
또한, 전력 소비량은 적으나 전력선 공사가 어려운 곳 즉, 산불감시소, 보안등, 감시초소, 등대 등에 설치가 가능하고, 전력선 공사에 들어가는 비용을 절감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
10: 버스승강장
11: 조명등
13: 배차 정보 시스템
15: 축전지
110: 풍력발전수단
111: 발전기
115: 풍향유도판
120: 태양광발전수단
122: 솔라셀

Claims (6)

  1. 구조물의 상부에 설치되는 발전기(111)와;
    상기 발전기(111)에 축 결합되어 수직형태로 회전팬(113)이 설치되고, 이 회전팬(113)의 각 블레이드(113a)에 바람이 집풍 유도되어 풍력이 작용되며, 상기 회전팬(113)의 둘레에 외주연을 이루도록 집풍유도구조체(114)가 형성된 풍력발전수단(110)과;
    상기 풍력발전수단(110)의 상부에 회전가능하게 설치되어 태양의 진행 경로를 추적하는 태양광추적수단(130)과, 다수의 솔라셀(122)이 배열된 태양전지판(121)과, 상기 태양전지판(121)의 하단에 설치되며, 상기 솔라셀이 태양을 바라보도록 경사지게 태양전지판(121)을 지지하는 지지포스트(126)로 이루어져 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광발전수단(120)과;
    상기 풍력발전수단(110)과 태양광발전수단(120)을 통해 풍력과 태양광에 의해 발전되어서 생산된 전기를 충전하는 축전지(15)로 이루어지되;
    상기 태양광추적수단(130)은 태양의 위치를 감지하는 태양광센서(131)와; 상기 태양전지판(121)을 수평 회전시키는 회전판(133)과; 상기 회전판(133)의 하단에 구비되어 회전판(133)을 회전시키는 회전수단(134)과; 상기 태양전지판(121)의 하단에 구비하되, 태양전지판(121)의 상측과 회전판(133)의 상측을 연결하여 태양전지판(121)의 경사를 조절하는 높이 조절수단(135)과; 상기 태양광센서(131)의 신호를 받아 상기 회전수단(134)과 높이 조절수단(135)을 제어하는 제어부(132)로 이루어진 것을 특징으로 하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 집풍유도구조체(114)는 상기 구조물의 상부와 발전기(111) 사이에 설치되는 베이스 플레이트(117)와;
    상기 베이스 플레이트(117)의 상측으로 돌출되어 다수의 유입 및 유출 경로를 형성하며, 상기 회전팬(113)의 각 블레이드(113a)에 바람이 집풍 유입되도록 상기 회전팬(113)을 중심으로 방사방향으로 수직 형성된 풍향유도판(115)으로 형성된 것을 특징으로 하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 풍향유도판(115) 중 상기 회전팬(113)을 중심으로부터 상기 베이스 플레이트(117)의 모서리까지 이어지게 형성된 풍향유도판(115)은 집풍유도구조체(114)에 형성된 유입구(118a,118b)에 주풍이 유입되도록 상기 베이스 플레이트(117)의 범위안에서 수평방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 구조물은 버스승강장(10)으로 이루어지며, 상기 풍력발전수단(110)과 태양광 발전수단(120)이 상기 버스승강장(10)의 상부에 설치되어 이루어지되, 상기 버스승강장(10)의 일측에는 상기 풍력발전수단(110)과 태양광 발전수단(120)에서 생산되는 전기를 축적하는 축전지(15)와 조명등(11)과, 배차 정보시스템(13)이 구비되어, 상기 축전지(15)를 통해 상기 조명등(11) 및 배차 정보시스템(13)에 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는 지붕형 하이브리드 발전 시스템.
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