KR101071128B1 - 풍력발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메인발전장치의 회전축이 바람의 방향과 직교되게 배치된 풍력발전장치에 있어서, 지면과 수평하게 배치되는 회전베이스(10); 상기 회전베이스(10)에서 상하방향으로 설치된 스윙축(22)과, 상기 스윙축(22)에 연결되고 상기 스윙축(22)을 기준으로 상기 바람에 의해 소정각도 회전되는 블레이드(25)와, 상기 회전베이스(10)에 고정되고 상기 스윙축(22)과 소정의 스윙강(a)을 이루도록 배치되며 상기 블레이드(25)의 회전 시 상기 블레이드(25)의 회전을 제한하도록 상기 블레이드(25)를 지지하는 스토퍼(30)를 포함하는 블레이드모듈(20); 상기 회전베이스(10) 하측에 고정되고 메인축(50a)을 중심으로 회전되는 회전자바디(52)와, 상기 회전자바디(52)의 외주면 측에 고정된 메인회전자(54)와, 상기 회전자바디(52)를 감싸게 형성된 고정자바디(56)와, 상기 고정자바디(56)의 내주면 측에 배치되어 상기 메인회전자(54)의 회전 시 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시키는 메인고정자(58)를 포함하는 메인발전모듈을 포함하기 때문에, 일측방향으로 유체가 이동하는 경우에 블레이드모듈(20)을 선택적으로 작동 또는 해제시킴으로서 상기 블레이드모듈(20)의 블레이드(25)에 적정한 유체의 압력을 전달시킬 수 있고, 회전방향과 반대되는 방향으로 발생되는 유체의 저항을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

풍력발전장치{Wind power generator}
본 발명은 풍력발전장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 바람의 풍압에 의해 회전력을 얻는 블레이드모듈과 스토퍼를 작동 또는 해제시킴으로서 바람으로부터 얻는 회전력을 조절할 수 있는 풍력발전장치에 관한 것이다.
최근 들어 온실가스 감축 등 지구환경보전을 위한 국제환경협약과 환경규제가 본격적으로 시행되는 가운데 유래 없는 고유가 현상이 장기적으로 지속되면서 에너지 문제가 전 세계적 이슈로 떠올랐고, 이에 부응해서 '친환경 에너지'가 높은 관심을 끌고 있다.
일반적으로 '친환경에너지'는 원자력, 바이오 오일(bio oil) 등 기존의 화석연료를 대체하기 위한 '대체에너지'와 물, 바람, 공기 등 자연에 존재하는 에너지원인 '재생에너지'를 총칭하지만, 전자의 대체에너지는 화석연료에 대한 상대적 개념으로서 시간적, 공간적 유한성을 지니는 반면, 후자의 재생에너지는 실질적으로 무한하고 지구상의 어디에나 존재하며 개발 및 이용의 전(全) 과정에 걸쳐 환경오염의 여지가 전혀 없다는 점에서 궁극적인 미래 에너지로 인정받고 있다.
이에 따라 세계 각국은 재생에너지의 개발 및 상용화에 노력을 기울이는 한편, 단위면적당 발전규모(약 750m2/MW) 큰 풍력발전에 주목하고 있고, 그 결과 풍력발전은 2004년 0.9%에서 2005년 41%, 2006년 32%로 2005년 이후 연평균 36% 이상의 고성장세를 나타내고 있다.
풍력발전은 바람의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 에너지 변환기술로서, 공기가 익형 위를 지날 때 발생되는 양력(lift force)과 항력(drag) 등의 공기역학(aerodynamics) 특성으로 로터(rotor)를 회전시키고, 로터의 회전에 따른 기계적 회전력으로 발전기를 구동시켜 발전(發電)하는 원리를 나타낸다. 그리고 이를 위한 풍력발전장치는 바람의 운동 에너지를 기계적 회전력으로 변환하기 위한 터빈(turbine) 등의 로터와, 로터의 기계적 회전력을 증감조절하는 기어박스(gear-box) 및 발전기를 포함하는 나셀유닛(nacelle unit)과, 로터를 비롯한 나셀유닛 등 주요부를 지지하는 타워(tower)를 필수구성요소로 한다.
한편, 일반적인 풍력발전장치는 지면에 대한 로터의 회전축 방향에 따라 수평형(horizontal type)과 수직형(vertical type) 방식으로 구분된다.
이 중에서 스탈(stall)식, 피치(pitch)식 등으로 대표되는 수평축 방식은 로터의 회전축이 바람의 방향을 따라 수평 배열되는 방식이고, 이러한 수평축 방식은 현재 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 방식이지만, 바람의 방향이 자주 바뀌는 국내환경을 감안하면 별도의 요잉(yawing) 시스템이 필요하므로 전체적인 구성이 복잡해지고, 로터와 타워의 충돌 방지를 위한 설계상의 어려움이 존재하며, 장시간 구동시 피로하중과 소음이 증가하고 자유 요잉에 의한 전력선 꼬임 현상 등이 나타나는 단점이 있다.
반면, 다리우스(Darrieus)식, 사보니우스(Savonious) 식 등으로 대표되는 수직축 방식은 로터의 회전축이 바람의 방향에 맞서 수직 배열되는 방식으로서, 양력보다는 항력에 의한 토크(torque)를 발생시킴에 따라 회전수를 스스로 조절할 수 있어 저속운전에 유리하다. 아울러 수직축 방식은 바람의 방향이 자주 바뀌더라도 별도의 요잉 시스템 없이 정상 운전이 가능하고, 나셀유닛 등을 지상에 설치할 수 있어 유지, 보수가 편리하다는 장점을 보여 수평축 방식보다 상대적으로 국내환경에 적합한 것으로 여겨지고 있다.
본 발명은 바람의 풍압에 의해 회전력을 얻는 블레이드모듈과 스토퍼를 작동 또는 해제시킴으로서 바람으로부터 얻는 회전력을 조절할 수 있는 풍력발전장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일측면은 메인발전장치의 회전축이 바람의 방향과 직교되게 배치된 풍력발전장치에 있어서, 지면과 수평하게 배치되는 회전베이스(10); 상기 회전베이스(10)에서 상하방향으로 설치된 스윙축(22)과, 상기 스윙축(22)에 연결되고 상기 스윙축(22)을 기준으로 상기 바람에 의해 소정각도 회전되는 블레이드(25)와, 상기 회전베이스(10)에 고정되고 상기 스윙축(22)과 소정의 스윙강(a)을 이루도록 배치되며 상기 블레이드(25)의 회전 시 상기 블레이드(25)의 회전을 제한하도록 상기 블레이드(25)를 지지하는 스토퍼(30)를 포함하는 블레이드모듈(20); 상기 회전베이스(10) 하측에 고정되고 메인축(50a)을 중심으로 회전되는 회전자바디(52)와, 상기 회전자바디(52)의 외주면 측에 고정된 메인회전자(54)와, 상기 회전자바디(52)를 감싸게 형성된 고정자바디(56)와, 상기 고정자바디(56)의 내주면 측에 배치되어 상기 메인회전자(54)의 회전 시 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시키는 메인고정자(58)를 포함하는 메인발전모듈을 포함하는 풍력발전장치를 제공한다.
여기서 상기 스토퍼(30)는 자기력을 가진 재질로 형성되고, 상기 회전베이스(10)에 삽입되어 상하방향으로 이동되는 스토퍼바(32); 상기 회전베이스(10)에 설치되고 전자기적인 상호작용에 의해 상기 스토퍼바(32)를 상하 이동시키는 솔레노이드 코일(34); 상기 회전베이스(10) 내부에 배치되고 상기 스토퍼바(32)가 상기 회전베이스(10) 내부로 삽입될 때 상기 스토퍼바(32)를 탄성지지하는 탄성부재(36)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼(30)는 상기 스윙축(22)을 기준으로 2개 배치되고, 상기 스윙축(22) 및 상기 스토퍼(30)는 상기 블레이드(25)가 회전될 수 있는 소정의 스윙각(a)을 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 회전자바디(52)는 내측으로 오목하게 들어간 서브설치부(51)가 형성되고, 상기 블레이드모듈(20)과 별도로 바람에 의해 회전되는 서브모듈(60); 상기 서브모듈(60)과 연결되고 상기 서브모듈(60)의 회전 시 전기를 발생시키는 서브발전모듈(70)을 포함하며, 상기 서브발전모듈(70)은 상기 회전자바디(52) 내주면과 소정간격 이격되게 배치되어 상기 서브설치부(51) 내측에 배치되고, 상기 서브모듈(60)이 설치되는 서브바디(72)와, 상기 서브설치부(51)가 형성된 상기 회전자바디(52)의 내측에 배치된 서브고정자(78)와, 상기 서브고정자(78)와 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시킬 수 있도록 상기 서브바디(72)에 배치된 서브회전자(74)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서브모듈(60)은 바람의 압력을 상기 서브바디(72) 측에 전달하여 상기 서브바디(72)를 회전시키는 서브블레이드(65)를 더 포함하고, 상기 서브블레이드(65)는 상기 회전베이스(10)의 회전방향과 반대방향으로 상기 서브바디(72)를 회전시키도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 풍력발전장치는 일측방향으로 유체가 이동하는 경우에 블레이드모듈(20)을 선택적으로 작동 또는 해제시킴으로서 상기 블레이드모듈(20)의 블레이드(25)에 적정한 유체의 압력을 전달시킬 수 있고, 회전방향과 반대되는 방향으로 발생되는 유체의 저항을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 평면도
도 2는 도 1의 정면도
도 3은 도 1의 A 부분을 확대한 확대도
도 4는 도 1의 가변블레이드가 도시된 평면도
도 5는 도 4의 측면도
도 6은 도 5에 도시된 스토퍼의 단면도
도 7은 도 6에 도시된 스토퍼의 작동 후 단면도
도 8은 도 1에 도시된 서브모듈의 평면도
도 9는 도 1에 도시된 풍력발전장치의 정단면도
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 정면도이고, 도 3은 도 1의 A 부분을 확대한 확대도이고, 도 4는 도 1의 가변블레이드가 도시된 평면도이고, 도 5는 도 4의 측면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 스토퍼의 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 스토퍼의 작동 후 단면도이고, 도 8은 도 1에 도시된 서브모듈의 평면도이고, 도 9는 도 1에 도시된 풍력발전장치의 정단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 풍력발전장치는 지면과 수평하게 배치되는 회전베이스(10)와, 상기 회전베이스(10)에 설치되고 상기 회전베이스(10)에서 소정각도 스윙되게 회전되며 바람의 압력에 의해 상기 회전베이스(10)에 회전력을 발생시키는 블레이드모듈(20)과, 상기 회전베이스(10)에 연결되고 상기 회전베이스(10)의 회전 시 전기를 발생시키는 메인발전모듈(50)과, 상기 회전베이스(10)의 중앙측에 배치되고 상기 블레이드모듈(20)과 별도로 바람에 의해 회전되는 서브모듈(60)과, 상기 서브모듈(60)과 연결되고 상기 서브모듈(60)의 회전 시 전기를 발생시키는 서브발전모듈(70)을 포함한다.
상기 회전베이스(10)는 상기 블레이드모듈(20)이 설치되기 위한 것으로서, 상기 메인발전모듈(50)의 상부에 배치되고, 본 실시예에서는 지면과 수평하게 배치되며, 본 실시예에서는 3개의 날개 형상으로 형성되고, 본 실시예와 달리 원판형상등 다양한 형상으로 제작되어도 무방하다.
상기 블레이드모듈(20)은 상기 회전베이스(10)에 설치된 스윙축(22)과, 상기 스윙축(22)에 연결되고 상기 스윙축(22)을 기준으로 소정각도 회전되며 바람의 풍압을 상기 회전베이스(10)에 전달하는 블레이드(25)와, 상기 회전베이스(10)에 고정되고 상기 블레이드(25)의 회전 시 상기 블레이드(25)의 회전을 제한하도록 상기 블레이드(25)를 지지하는 스토퍼(30)를 포함한다.
상기 스윙축(22)은 상기 회전베이스(10)에 수직방향으로 설치되고, 상기 블레이드(25)의 회전 시 축중심을 형성시킨다.
상기 블레이드(25)는 바람에 직교하게 배치되는 바, 상기 회전베이스(10)에서 상하방향으로 수직하게 배치되고, 상기 스윙축(22)에 연결되며, 상기 스윙축(22)을 기준으로 회전된다.
상기 스토퍼(30)는 바람의 방향에 따라 상기 블레이드(25)를 선택적으로 지지하기 위한 것으로서, 상기 블레이드(25)의 일측 및 타측면을 지지하기 위해 2개소가 배치되며, 상기 스윙축(22)과 소정각도의 스윙각(a)을 형성시킨다.
상기 스토퍼(30)는 상기 회전베이스(10)에 삽입되어 상하방향으로 이동되는 스토퍼바(32)와, 상기 회전베이스(10)에 설치되고 전자기적인 상호작용에 의해 상기 스토퍼바(32)를 상하 이동시키는 솔레노이드 코일(34)과, 상기 회전베이스(10) 내부에 배치되고 상기 스토퍼바(32)가 상기 회전베이스(10) 내부로 삽입될 때 상기 스토퍼바(32)를 탄성지지하는 탄성부재(36)를 포함한다.
상기 스토퍼바(32)는 상기 솔레노이드코일(34)에서 발생된 자기장에 의해 이동될 수 있는 영구자석 또는 그에 상당하는 자기력을 갖도록 형성된다.
상기 솔레노이드 코일(34)에 전원이 인가되는 경우 상기 스토퍼바(32) 및 상기 솔레노이드 코일(34)이 상호 자기력을 발생시키기 상기 발생된 자기력에 의해 상기 스토퍼바(32)를 이동시킬 수 있다. 여기서 상기 솔레노이드 코일(34)에 인가된 전원을 통해 자기력을 발생시켜 상기 스토퍼바(32)를 이동시키는 기술은 당업자에게 일반적인 기술인 바 상세한 설명을 생략한다.
상기 탄성부재(36)는 상기 스토퍼바(32)의 하측에 배치되어 상기 스토퍼바(32)를 탄성지지하고, 상기 인가된 전원에 의해 자기력이 발생된 경우 상기 스토퍼바(32)가 삽입되고, 상기 솔레노이드 코일(34)에 전원이 인가되지 않은 경우 상기 탄성부재(36)의 탄성력에 의해 상기 스토퍼바(32)가 상기 회전베이스(10) 외측으로 돌출되도록 구성된다. 그리고 미도시 되었으나 상기 스토퍼바(32)에는 고정자스토퍼(미도시)가 형성되어 상기 탄성부재(36)의 탄성력에 의해 돌출될 때 상기 회전베이스(10) 밖으로 이탈되는 것을 방지한다.
또한, 상기 블레이드(25)는 바람에 의한 풍압을 상기 회전베이스(10)에 전달하는 경우에만, 상기 스토퍼(30) 사이의 스윙각(a) 내에 배치되고, 회전력을 전달하지 않는 경우에는 상기 블레이드(25)를 지지하지 않으며, 상기 풍력발전장치의 제어부는 바람의 세기에 따라 상기 스토퍼바(32)의 돌출 여부를 판단하고, 상기 블레이드(25)의 위치를 제어한다.
상기 메인발전모듈(50)은 상기 회전베이스(10) 하측에 고정된 회전자바디(52)와, 상기 회전자바디(52)의 외주면 측에 고정된 메인회전자(54)와, 상기 회전자바디(52)를 감싸게 형성된 고정자바디(56)와, 상기 고정자바디(56)의 내주면 측에 배치된 메인고정자(58)를 포함한다.
상기 회전자바디(52)는 상측 중앙부에 상기 서브모듈(60) 및 서브발전모듈(70)이 설치될 수 있도록 오목하게 형성된 서브설치부(51)가 형성되고, 전체적인 형상이 원기둥형상으로 형성되며, 메인축(50a)을 중심으로 회전된다.
상기 회전자(54)는 본 실시예에서 영구자석으로 형성되고, 상기 메인회전자(54)와 전자기적인 상호작용에 의해 전기를 발생시키는 상기 메인고정자(58)는 권선된 코일로 형성되며, 상기 메인회전자(54)의 회전 시 상기 메인고정자(58)에서 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력이 발생된다. 여기서 상기 유도기전력이 발생하는 원리 및 상기 발생된 유도기전력을 정류/충전하는 기술은 당업자에게 일반적인 기술인 바 상세한 설명을 생략한다. 여기서 상기 회전자바디(52)는 상기 회전베이스(10)에 고정되고, 상기 회전베이스(10)의 회전 시 상기 회전자바디(52)도 함께 회전된다.
또한, 상기 서브모듈(60)은 상기 서브설치부(51)에 배치되고, 상기 서브모듈(60)은 상기 회전자바디(52)와 반대방향으로 회전되게 배치된다.
여기서 상기 서브발전모듈(70)은 상기 회전자바디(52) 내주면과 소정간격 이격되게 배치되어 상기 서브설치부(51) 내측에 배치된 서브바디(72)와, 상기 회전자바디(52)의 내측에 배치된 서브고정자(78)와, 상기 서브고정자(78)와 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시킬 수 있도록 상기 서브바디(72)에 배치된 서브회전자(74)를 포함한다.
상기 서브바디(72)는 상기 회전자바디(52)의 서브설치부(51)에 삽입되어 설치되고, 서브축(71)을 중심으로 회전되게 구성된다.
상기 서브바디(72)는 전체적인 형상이 원기둥형상으로 형성되고, 외주면에 상기 서브회전자(74)가 설치되며, 상기 서브회전자(74)의 회전 시 상기 서브고정자(78)와 전자기적으로 상호작용되어 유도기전력을 생성시킨다.
상기 서브모듈(60)은 상기 서브바디(72)의 상측면에 배치되어 고정된 서브베이스(64)와, 상기 서브베이스(64)에 배치되고 상기 바람의 풍향에 의해 회전되되 상기 블레이드(25)의 회전방향과 반대로 회전되게 배치된 서브블레이드(65)를 포함한다.
상기 서브베이스(64)는 상기 서브바디(72)에 고정되어 설치되고, 회전 시 상기 서브바디(72) 측에 회전력을 전달하여 회전시킨다. 본 실시예와 달리 상기 서브베이스(64)는 상기 서브바디(72)와 일체화되어도 무방하다.
상기 서브블레이드(65)는 바람이 불 때 풍압을 전달받기 위한 것으로서, 상기 회전베이스(10)의 회전방향과 반대로 상기 서브베이스(64)가 회전도록 경사각이 설정된다. 즉, 상기 블레이드(25)에 의해 상기 회전베이스(10)가 반시계방향으로 회전되는 경우, 상기 서브블레이드(65)는 상기 서브베이스(64)가 시계방향으로 회전되도록 배치된다. 또한 상기 서브블레이드(65)는 본 실시예에서 상기 서브베이스(64)에 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나 상기 서브베이스(64)가 상기 서브바디(72)와 일체화되는 경우 상기 서브바디(72)에 직접 설치되어도 무방하다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전장치의 작동과정을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 풍력발전장치는 바람으로부터 회전력을 얻기 위해 상기 블레이드(25)가 바람으로부터 회전력을 얻을 수 있는 위치에 배치되면 스토퍼(30)의 스토퍼바(32)에 지지되어 회전력을 발생시키고 , 상기 바람으로부터 회전력을 얻을 수 없거나 회전방향의 반대방향에 대한 회전력을 얻는 위치인 경우 상기 스토퍼바(32) 사이에서 자유회전되는 상태로 유지되게 한다.
도 8을 참고하면, 바람의 방향이 북풍이고, 제 1, 2, 3회전베이스(10a)(10b)(10c)로 구성된 경우, 제 1회전베이스(10a)와 제 2회전베이스(10b)에 회전력이 발생 시키고, 제 3 회전베이스(10c)에 배치된 블레이드(25)가 스윙축(22)을 기준으로 스토퍼바(32) 사이에서 자유회전 함으로서, 바람과 최소한의 저항을 발생시키도록 한다.
이후, 상기 제 3 회전베이스(10c)가 더 회전되어 북동쪽으로 배치되면 블레이드(25)가 스토퍼바(32)에 지지되어 회전력을 발생시킨다.
그래서 상기 블레이드(25)는 바람으로 부터 회전력을 얻는 위치인 경우, 블레이드(25)가 상기 스토퍼바(32) 중 어느 한쪽에 지지되며, 상기 블레이드(25)에 가해지는 압력은 상기 스토퍼바(32)를 통해 상기 회전베이스(10)에 전달되고, 상기 회전베이스(10)는 상기 전달받은 회전력에 의해 회전된다. 회전력이 발생하지 않는 구간에 위치하면 블레이드(25)가 스토퍼바(32)사이에 위치되어 바람에 반대 힘을 발생시키지 않는 자유 회전 상태가 되어 회전베이스(10) 회전력을 감쇄 시키지 않는다. 상기 회전베이스(10)는 본 실시예에서 시계반대방향으로 회전되게 설정되었다.
그리고 상기 회전베이스(10)가 회전되는 경우, 상기 회전베이스(10)에 배치된 메인회전자(54)가 상기 메인축(50a)을 중심으로 회전되고, 상기 메인회전자(54)는 고정자바디(56)에 배치된 메인고정자(58)와 상호작용을 일으켜 전기를 생산하게 된다.
한편, 상기 서브모듈(60)은 바람의 풍속을 측정하기 위한 것으로서, 상기 회전베이스(10)의 회전반향과 반대인 시계방향으로 회전되도록 상기 서브블레이드(65)가 배치된다. 여기서 바람이 불어오는 경우, 상기 서브블레이드(65)는 시계방향으로 회전되고, 상기 제어부(미도시)는 상기 서브축(71)의 회전수를 감지한 후, 상기 회전수를 통해 풍속을 역산할 수 있다.
다음으로, 상기 서브모듈(60)의 회전 시, 상기 서브바디(72)에 배치된 서브회전자(74)도 함께 회전되고, 상기 서브회전자(74)는 상기 회전자바디(52)에 설치된 서브고정자(78)와의 상호작용에 의해 전기를 생산한다. 여기서 상기 서브바디(72) 및 상기 회전자바디(52)는 서로 반대방향으로 회전 되는 바, 상기 서브고정자(78) 및 상기 서브회전자(74)에서는 보다 효율적으로 전기를 생산할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 풍력발전장치는 각 회전베이스(10a)(10b)(10c)에 복수개의 블레이드모듈(20)이 배치되고, 상기 복수개의 블레이드모듈(20)을 선택적으로 제어하여 상기 회전베이스(10)에 가해지는 회전력을 제어할 수 있다.
예를 들어 태풍과 같이 발전용량 이상의 바람이 발생되는 경우, 상기 모든 블레이드모듈(20)에 바람의 풍압이 가해지면 상기 풍력발전장치에 구조적인 손상이 발생될 위험이 있는 바, 상기 블레이드모듈(20)을 선택적으로 해제해서 상기 블레이드(25)가 바람과 최소저항을 형성하도록 한다.
더불어 상기 서브모듈(60)을 통해 감지된 풍속에 따라서 상기 블레이드모듈(20)을 선택적으로 작동 또는 해제할 수 있고, 예를 들어 풍속이 약할 때에는 가용가능한 모든 블레이드모듈(20)을 작동시키고, 풍속이 강해질수록 상기 메인축(50a)에 근접한 블레이드모듈(20)을 해제시켜 상기 회전베이스(10)에 가해지는 회전력을 적절하게 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 회전력을 얻기 위한 매질로서 바람을 예로 들어 설명하였으나, 이와 달리 물과 같은 유체를 사용하여도 무방하고, 강이나 바다에서와 같이 일정한 방향으로 유속이 발생되는 장소에 다양하게 설치할 수 있다.
상기와 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 다양한 조합을 통해 당업자에 의해 응용이 가능하다.
10 : 회전베이스 20 : 블레이드모듈
22 : 스윙축 25 : 블레이드
30 : 스토퍼 32 : 스토퍼바
34 : 솔레노이드코일(34) 36 : 탄성부재
50 : 메인발전모듈 52 : 회전자바디
54 : 메인회전자 56 : 고정자바디
58 : 메인고정자 60 : 서브모듈
64 : 서브베이스 65 : 서브블레이드
70 : 서브발전모듈 72 : 서브바디
74 : 서브회전자 78 : 서브고정자

Claims (5)

  1. 메인발전장치의 회전축이 바람의 방향과 직교되게 배치된 풍력발전장치에 있어서,
    지면과 수평하게 배치되는 회전베이스(10);
    상기 회전베이스(10)에서 상하방향으로 설치된 스윙축(22)과, 상기 스윙축(22)에 연결되고 상기 스윙축(22)을 기준으로 상기 바람에 의해 소정각도 회전되는 블레이드(25)와, 상기 회전베이스(10)에 고정되고 상기 스윙축(22)과 소정의 스윙강(a)을 이루도록 배치되며 상기 블레이드(25)의 회전 시 상기 블레이드(25)의 회전을 제한하도록 상기 블레이드(25)를 지지하는 스토퍼(30)를 포함하는 블레이드모듈(20);
    상기 회전베이스(10) 하측에 고정되고 메인축(50a)을 중심으로 회전되는 회전자바디(52)와, 상기 회전자바디(52)의 외주면 측에 고정된 메인회전자(54)와, 상기 회전자바디(52)를 감싸게 형성된 고정자바디(56)와, 상기 고정자바디(56)의 내주면 측에 배치되어 상기 메인회전자(54)의 회전 시 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시키는 메인고정자(58)를 포함하는 메인발전모듈을 포함하고,
    상기 스토퍼(30)는
    자기력을 가진 재질로 형성되고, 상기 회전베이스(10)에 삽입되어 상하방향으로 이동되는 스토퍼바(32);
    상기 회전베이스(10)에 설치되고 전자기적인 상호작용에 의해 상기 스토퍼바(32)를 상하 이동시키는 솔레노이드 코일(34);
    상기 회전베이스(10) 내부에 배치되고 상기 스토퍼바(32)가 상기 회전베이스(10) 내부로 삽입될 때 상기 스토퍼바(32)를 탄성지지하는 탄성부재(36)를 포함하는 풍력발전장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼(30)는 상기 스윙축(22)을 기준으로 2개 배치되고, 상기 스윙축(22) 및 상기 스토퍼(30)는 상기 블레이드(25)가 회전될 수 있는 소정의 스윙각(a)을 형성시키는 풍력발전장치.
  3. 메인발전장치의 회전축이 바람의 방향과 직교되게 배치된 풍력발전장치에 있어서,
    지면과 수평하게 배치되는 회전베이스(10);
    상기 회전베이스(10)에서 상하방향으로 설치된 스윙축(22)과, 상기 스윙축(22)에 연결되고 상기 스윙축(22)을 기준으로 상기 바람에 의해 소정각도 회전되는 블레이드(25)와, 상기 회전베이스(10)에 고정되고 상기 스윙축(22)과 소정의 스윙강(a)을 이루도록 배치되며 상기 블레이드(25)의 회전 시 상기 블레이드(25)의 회전을 제한하도록 상기 블레이드(25)를 지지하는 스토퍼(30)를 포함하는 블레이드모듈(20);
    상기 회전베이스(10) 하측에 고정되고 메인축(50a)을 중심으로 회전되는 회전자바디(52)와, 상기 회전자바디(52)의 외주면 측에 고정된 메인회전자(54)와, 상기 회전자바디(52)를 감싸게 형성된 고정자바디(56)와, 상기 고정자바디(56)의 내주면 측에 배치되어 상기 메인회전자(54)의 회전 시 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시키는 메인고정자(58)를 포함하는 메인발전모듈을 포함하고,
    상기 회전자바디(52)는 내측으로 오목하게 들어간 서브설치부(51)가 형성되고,
    상기 블레이드모듈(20)과 별도로 바람에 의해 회전되는 서브모듈(60); 상기 서브모듈(60)과 연결되고 상기 서브모듈(60)의 회전 시 전기를 발생시키는 서브발전모듈(70)을 포함하며,
    상기 서브발전모듈(70)은
    상기 회전자바디(52) 내주면과 소정간격 이격되게 배치되어 상기 서브설치부(51) 내측에 배치되고, 상기 서브모듈(60)이 설치되는 서브바디(72)와, 상기 서브설치부(51)가 형성된 상기 회전자바디(52)의 내측에 배치된 서브고정자(78)와, 상기 서브고정자(78)와 전자기적인 상호작용에 의해 유도기전력을 발생시킬 수 있도록 상기 서브바디(72)에 배치된 서브회전자(74)를 포함하는 풍력발전장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 서브모듈(60)은 바람의 압력을 상기 서브바디(72) 측에 전달하여 상기 서브바디(72)를 회전시키는 서브블레이드(65)를 더 포함하고, 상기 서브블레이드(65)는 상기 회전베이스(10)의 회전방향과 반대방향으로 상기 서브바디(72)를 회전시키도록 배치된 것을 특징으로 하는 풍력발전장치.
  5. 삭제
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