KR101150535B1 - 철탑을 이용한 풍력발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철탑을 이용한 풍력발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통신이나 송전을 위한 철탑의 내부에 풍력 발전 설비를 설치함으로써 발전 시스템 설치를 위한 부지의 조성과 별도의 구조물을 설치할 필요가 없어 자연훼손에 의한 환경파괴를 막을 수 있고 부지매입이나 임대를 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 태풍이나 산불 등의 천재지변으로 인한 전력 공급선의 훼손이나 전력 공급선의 도난으로 전력공급이 이루어지지 않는 경우 풍력 발전 설비로부터 얻은 전력을 비상용 전력으로 이용함으로써 통신 서비스 등의 중단을 막을 수 있으며, 풍차의 설치를 위한 구조물이 철탑의 내부에 추가로 설치됨으로써 철탑을 보강할 수 있는 철탑을 이용한 풍력발전 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템은, 통신이나 전력 송전을 위해 프레임을 트러스 구조로 연결하여 평면상으로 사각형 구조를 갖는 철탑의 내부에 설치되어 풍력을 전력으로 전환시키는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템에 있어서, 철탑에 연결되어 철탑의 내부에 설치되는 지지부와, 연직으로 세워져 상기 지지부에 축지지된 회전축의 주위에 블레이드가 구비되어 그 블레이드에 가해진 풍력으로 회전되는 풍차와, 입력축이 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 토크를 전달받아 회전되면서 전력을 발생시키는 발전기가 구비되어 상기 철탑의 내부에 설치되는 풍력 발전 장치와, 상기 발전기에 의해 발생된 전력을 외부로 전송하거나 또는 충전하였다가 외부로 전송하기 위한 전력제어반이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

철탑을 이용한 풍력발전 시스템{WIND POWER SYSTEM USING STEEL TOWER}
본 발명은 철탑을 이용한 풍력발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통신이나 송전을 위한 철탑의 내부에 풍력 발전 설비를 설치함으로써 발전 시스템 설치를 위한 부지의 조성과 별도의 구조물을 설치할 필요가 없어 자연훼손에 의한 환경파괴를 막을 수 있고 부지매입이나 임대를 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 태풍이나 산불 등의 천재지변으로 인한 전력 공급선의 훼손이나 전력 공급선의 도난으로 전력공급이 이루어지지 않는 경우 풍력 발전 설비로부터 얻은 전력을 비상용 전력으로 이용함으로써 통신 서비스 등의 중단을 막을 수 있으며, 풍차의 설치를 위한 구조물이 철탑의 내부에 추가로 설치됨으로써 철탑을 보강할 수 있는 철탑을 이용한 풍력발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 철탑은 철골을 소재로 한 탑으로 전력회사, 방송국, 국가기관 및 통신사업자 등이 유/무선 시설을 지상으로부터 이격 설치하기 위한 구조물을 의미한다.
최근 전력 공급 서비스 및 무선통신 서비스가 도심지 뿐만 아니라 산간이나 도서지역으로 확대됨으로써 산간 및 도서지역에 까지 특정 지역을 가리지 않고 수많은 철탑들이 시설되고 있으며, 필요에 따라 건물옥상 등에 시설되는 소형철탑에서 크기가 50m 이상의 대형 철탑까지 다양하게 설치되고 있다.
철탑은 사람들의 편의와 안전에 직접적으로 연관되어 있는 만큼 설치된 이후에도 유지 보수 및 안정성 확보가 중요한데 철탑은 외부환경에 직접 노출되어 있는 이유에서 기상 상태 등에 따른 고장요인이 산재해 있다.
그런데, 많은 철탑은 차량의 접근이 용이하지 않은 산악지대에 위치하고 있는 경우가 많아 철탑의 유지보수가 용이하지 않다. 특히, 철탑의 유지보수를 위하여 전력이 필요한 경우 발전차량을 철탑까지 이동시키던지 원거리에서 전력 공급을 위한 배선을 임시로 가설하여 하는 불편한 점이 있다.
또한, 통신서비스에 필요한 전력을 공급받기 위한 전력선이 설치된 이동통신용 철탑의 경우 태풍이나 산불과 같은 천재지변으로 전력선이 훼손되거나 전력선 도난으로 통신용 철탑에 전력이 공급되지 않는 경우에는 통신서비스가 중단되는 문제점이 발생되며, 도서지역의 경우도 전력선의 단선으로 전력이 공급되지 않는 경우가 발생된다.
한편, 최근 환경규제 강화와 환경분담금에 대한 세계협약의 발효로 태양광발전이나 풍력발전과 같은 신재생에너지에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있는데, 태양광 발전이나 풍력 발전을 위해서는 대규모의 부지조성과 풍력 발전용 타워와 같은 시설물이 설치하여야 하기 때문에 비용이 많이 들뿐만 아니라 산림을 훼손시키는 등 오히려 환경이 파괴되고 혐오시설물의 설치로 인한 민원이 발생되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 통신이나 송전을 위한 철탑의 내부에 풍력 발전 설비를 설치함으로써 발전 시스템 설치를 위한 부지의 조성과 별도의 구조물을 설치할 필요가 없어 자연훼손에 의한 환경파괴를 막을 수 있고 부지매입이나 임대를 위한 비용을 절감할 수 있는 철탑을 이용한 풍력발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 태풍이나 산불 등의 천재지변으로 인한 전력 공급선의 회손이나 전력 공급선의 도난으로 전력공급이 이루어지지 않는 경우 풍력 발전 설비로부터 얻은 전력을 비상용 전력으로 이용함으로써 통신 서비스 등의 중단을 막을 수 있는 철탑을 이용한 풍력발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
아울러 본 발명의 또 다른 목적은 기존 철탑에 구조물이 추가로 연결됨으로써 기존 철탑을 보강할 수 있는 철탑을 이용한 풍력발전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템은, 통신이나 전력 송전을 위해 프레임을 트러스 구조로 연결하여 평면상으로 사각형 구조를 갖는 철탑의 내부에 설치되어 풍력을 전력으로 전환시키는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템에 있어서, 철탑에 연결되어 철탑의 내부에 설치되는 지지부와, 연직으로 세워져 상기 지지부에 축지지된 회전축의 주위에 블레이드가 구비되어 그 블레이드에 가해진 풍력으로 회전되는 풍차와, 입력축이 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 토크를 전달받아 회전되면서 전력을 발생시키는 발전기가 구비되어 상기 철탑의 내부에 설치되는 풍력 발전 장치와, 상기 발전기에 의해 발생된 전력을 외부로 전송하거나 또는 충전하였다가 외부로 전송하기 위한 전력제어반이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은, 상기 지지부는, 상기 철탑의 평면상의 사각형 각변에 위치되는 변 프레임 각각에 대응되어 그 대응되는 변 프레임의 내측 중앙의 위치에서 연직으로 세워진 주기둥과, 상기 철탑의 평면상의 사각형 각변에 위치되는 변 프레임 각각에 대응되어 그 대응되는 변 프레임의 내측에서 그 대응되는 변 프레임과 나란하게 놓여 양측 단부가 이웃하는 것끼리 교차되고 중앙부는 상기 주기둥에 연결되어 양측 말단이 각각 대응되는 변 프레임과 이웃하는 다른 변 프레임에 연결되는 상부 및 하부 지지 프레임과, 상기 상부 지지프레임이 교차되는 위치에 설치되는 상부 축지지부와, 상기 하부 지지프레임이 교차되는 위치에 설치되는 하부 축지지부로 구성되고, 상기 회전축은 상단부 및 하단부 각각이 상기 상부 축지지부 및 하부 축지지부에 축지지되고, 상기 발전기는 상기 상부 축지지부 및 하부 축지지부 각각에 구비되어 입력축이 회전축으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은, 상기 풍차는, 회전축 주위에 바람의 항력에 의한 회전력을 발생시키는 복수의 항력형 블레이드가 배열되고, 상기 항력형 블레이드의 외측 가장자리에는 띠 형상의 양력형 블레이드가 연결되어 중앙부가 외측으로 볼록하게 굽어지게 형성되어 바람의 양력에 의한 회전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은, 상기 풍차는, 상부 또는 하부에 상기 풍차의 회전으로 상기 풍차에 상승력을가하기 위한 부양 블레이드가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은, 상기 풍차의 회전축 하단부에는 축마그네트가 구비되고, 상기 하부 축지지부에는 상기 축마그네트와 척력을 발생시키는 마그네트가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템은 통신이나 송전을 위한 철탑의 내부에 풍력 발전 설비를 설치함으로써 발전 시스템 설치를 위한 부지의 조성과 별도의 구조물을 설치할 필요가 없어 자연훼손에 의한 환경파괴를 막을 수 있고 발전설비 설치를 위한 부지의 매입이나 임대를 위한 비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템은 태풍이나 산불 등의 천재지변으로 인한 전력 공급선의 회손이나 전력 공급선의 도난으로 전력공급이 이루어지지 않는 경우 풍력 발전 설비로부터 얻은 전력을 비상용 전력으로 이용함으로써 통신 서비스 등의 중단을 막을 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템은 철탑에 풍차가 설치되어 회전되기 때문에 철탑에 까치나 벌 등이 접근하지 못하게 되어 철탑에 까치집이나 벌집을 짓는 것을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템은 풍차에 다양한 색상을 채색함으로써 혐오 구조물인 철탑의 미관을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 설치된 철탑을 개념적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 설치된 철탑의 일부 층을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 설치된 철탑의 한 층의 평면을 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템을 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템이 일부를 상세하게 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템의 일부를 도시한 단면도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 통신용 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 설치된 철탑을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 설치된 철탑의 일부 층을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 설치된 철탑의 한 층의 평면을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템이 일부를 상세하게 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력발전 시스템의 일부를 도시한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은 통신용이나 전력용 철탑의 내부에 설치되는데, 도면에는 통신용 철탑을 예로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은 철탑(1)의 일부 층에 형성된 공간에 풍력으로 전력를 발전시키는 풍력 발전 장치(2)가 설치된 구조를 갖는다. 철탑(1)은 통신이나 전력 송전을 위해 프레임을 트러스 구조로 연결하여 평면상으로 사각형 구조를 갖는다. 상기 풍력 발전 장치(2)가 설치되는 철탑(1)의 층은 바람이 충분히 확보되도록 지상으로부터 떨어지고 철탑(1)의 안전성에 영향을 주지 않도록 철탑(1)의 저층, 즉 2층에서 5층 사이의 층이 적당하다. 상기 풍력 발전 장치(2)에서 발전된 전력은 철탑(1) 아래의 지상에 설치된 전력제어반(3)에 저장되었다가 상용 전력이 공급되지 않는 비상시 등의 경우에 외부로 공급되거나 곧바로 외부로 공급된다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신용 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템의 풍력 발전 장치(2)는 철탑(1)에 설치를 위한 구조물인 지지부와, 발전을 위한 구성인 풍차(24) 및 발전기로 구성된다.
상기 지지부는 상기 풍차가 축지지되기 위한 구조물로 상기 철탑(1)의 내부에 설치되어 철탑(1)에 연결된다. 상기 지지부는 풍차를 지지할 뿐만 아니라 철탑(1)의 하부에 연결되어 철탑(1)의 하부를 보강하는 역할을 한다.
도면을 참조하면, 상기 지지부는 4개의 기둥(21), 상기 철탑(1)의 각 층의 상부와 하부에서 상기 4개의 주기둥(21)에 연결 지지되어 전체적으로 '井' 모양으로 배열되는 지지 프레임(22a,22b), 상기 풍차가 축지지되기 위한 축지지부(23)으로 구성된다.
상기 주기둥(21)은 상기 철탑(1)의 내부에서 하단부가 지면에 박혀 연직으로 세워지는데, 상기 철탑(1)의 평면상의 사각형 각 변에 위치되는 4개의 변 프레임(11,12) 각각에 대응되어 그 대응되는 변 프레임(11,12)의 내측 중앙의 위치에서 연직으로 세워진다. 상기 주기둥(21)은 파이프나 H-빔 철골로 구성되어 상기 풍차의 하중을 지지할 뿐만 아니라 철탑(1)의 하부를 보강하는 역할을 하게 된다.
상기 지지 프레임(22a,22b)은 풍차가 설치되기 위한 공간을 갖는 철탑(1)의 각 층의 상부와 하부에서 평면상으로 배열되어 상기 주기둥(21) 및 상기 철탑(10)의 변 프레임(11,12)에 연결된다. 상기 지지 프레임(22a,22b)는 상기 철탑(1)의 평면상의 사각형 각변에 위치되는 변 프레임(11,12) 각각에 대응되어 그 대응되는 변 프레임(11,12)의 내측에서 그 대응되는 변 프레임(11,12)과 나란하게 놓여 양측 단부가 이웃하는 것끼리 교차되고 중앙부는 상기 주기둥(21)에 연결되어 양측 말단이 각각 대응되는 변 프레임(11,12)과 이웃하는 다른 변 프레임(11,12)에 연결된다. 상기와 같이 연결된 지지 프레임(22a,22b)는 전체적으로 '井'자 형상을 갖게 되며 그 프레임들은 철탑(1)의 변 프레임(11,12)이 서로 만나는 모서리 부분에 대응되는 위치에서 서로 교차되게 되며, 그 4개의 교차 위치에는 상기 축지지부(23)가 설치되며, 4개의 교차 위치마다 풍차가 설치된다. 이에 따라 본 발명에 따른 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은 철탑(1)의 각 층마다 철탑(1)의 4개의 모서리 위치에서 4개의 풍력 발전 장치(2)가 설치되고 복수의 층으로 구성되는 특징을 갖는다. 한편, 상기 지지 프레임(22a,22b)는 각 변마다 한 쌍이 나란하게 배열되어 하나는 주기둥(21)의 외측에 연결되고, 다른 하나는 주기둥(21)의 내측에 연결되어 철탑(1)의 각 층의 모서리 위치에서 지지 프레임(22a,22b)이 교차되는 위치에서도 '井'자 모양이 형성되어 상기 축지지부(23)의 장착이 용이한 구조를 갖는다.
상기 축지지부(23)는 상기 한 쌍의 지지 프레임(22a,22b)이 이웃하는 다른 한 쌍의 지지 프레임(22a,22b)과 '井'자 모양으로 교차되는 위치에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 축지지부(23)는 상기 지지 프레임(22a,22b)이 '井'자 모양으로 교차되는 위치에 고정되는 하우징(231a)과, 상기 풍차(24)의 회전축(241)이 삽입되어 축지지되고 상기 하우징(231a)의 일단을 커버하는 커버(231b)로 구성된다. 상기 축지지부(23)에는 회전축(241)의 축지지를 위한 베어링이 설치된다. 한편, 본 발명은 상기 풍차(24)의 하중으로 인하여 상기 축지지부(23)의 베어링에 가해지는 축방향 힘에 의한 마찰력을 줄일 수 있도록 상기 풍차(23)이 자력에 의해 상방으로 부상할 수 있도록 구성되는데, 이를 위해서 상기 풍차(24)의 회전축(241)의 하단부에 설치되는 축마그네트(245)와 척력을 발생시키는 마그네트가 상기 축지지부(23)에 설치되게 된다. 도면에서는 상기 커버(231b)가 마그네트로 형성되어 상기 회전축(241)에 설치된 축마그네트(245)와 척력을 발생시키도록 구성된 예가 되시되어 있다. 한편, 본 발명은 설치의 편의를 위해 상기 축지지부(23)에 발전기(232)를 일체로 구성되도록 한 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 축지지부(23)의 하우징(231a)의 내부에는 발전기의 구성을 위한 마그네트와 코일이 구성되어 질 수 있다. 한편 상기 회전축(241)의 입력이 그대로 상기 발전기(232)에 입력되어 질 수 있으나 필요에 따라 감속 또는 증속을 위한 기어열과 같은 구성이 상기 축지부(23)에 추가될 수 있다.
본 발명은 철탑(1)의 이웃하는 층 사이에 연속적으로 상하로 풍력 발전 장치(2)가 설치되기 때문에 상기 축지지부(23)는 각 층의 상부와 하부에 설치되고 상기 풍차(24)는 그 회전축(241)의 상단부와 하단부가 상기 축지지부(23)에 지지된다. 이에 따라 본 발명은 하나의 풍차(24)의 상부와 하부를 지지하는 축지지부(23) 모두에 상기 발전기(232)가 구비되어 소형 발전기를 이용할 수 있는 장점을 갖게 된다.
상기 풍차(24)는 연직으로 세워져 상기 지지부(23)에 축지지된 회전축(241)의 주위에 블레이드(242,243)가 구비되어 그 블레이드(242,243)에 가해진 풍력으로 회전되어 회전력을 얻기 위한 구성이다. 본 발명은 상기 풍차(24)에 저속의 바람과 고속의 바람에서 적절한 풍력을 얻을 수 있도록 상기 블레이드가 항력 블레이드(242) 및 양력 블레이드(243)가 2중으로 구비되어 구성된 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 풍차(24)는 회전축(241) 주위에 바람의 항력에 의한 회전력을 발생시키는 복수의 항력 블레이드(242)가 배열되고, 상기 항력 블레이드(242)의 외측에는 띠 형상의 양력 블레이드(243)가 배열되되 그 상하의 양단 각각이 상기 항력 블레이드(242)의 외측 가장자리의 상단과 하단 각각에 연결되어 양단 사이가 외측으로 볼록하게 굽어지게 형성되어 바람의 양력에 의한 회전력을 발생시키도록 구성된다. 이에 따라 본 발명에 따른 통신용 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은 바람의 양력을 이용하는 방식인 다리우스식(Darrius Rotor)과 바람의 항력을 이용하는 사보니우스식(Savonius Rotor)이 갖는 장단점을 보완하여 안정적인 발전이 이루어지도록 구성된다. 특히, 본 발명은 상기 블레이드(242,243)의 보강을 위해 상기 항력 블레이드(242)의 외측 상하단 꼭지를 연결하는 보강링(246a,246b)가 환형으로 연결된다.
한편, 상기 풍차(24)의 하중은 상기 축지지부(23)으로 전달되어 마찰력을 증가시킬 뿐만 아니라 이를 지지하는 지지 프레임과 주기둥에 하중으로 작용하게 된다. 이러한 하중은 풍차(24)의 회전시 동하중으로 작용하게 되어 지속적인 동하중의 변동은 지지 프레임과 주기둥에 큰 하중의 진동을 가할 뿐만 아니라 궁극적으로는 철탑(1)에 변동하중이 전달되게 된다. 본 발명은 풍차(24)의 회전으로 발생되는 변동하중의 크기를 줄일 수 있도록 풍차(24)의 회전시 그 회전으로 부양되도록 하여 상기 축지지부(23)으로 전달되는 변동하중의 절대 크기를 줄일 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 본 발명은 상기 풍차(24)의 상부와 하부에 풍차(24)의 회전으로 상방의 추력을 발생시키는 부양 블레이드(244a,244b)가 구비된 것을 특징으로 한다. 상기 부양 블레이드(244a,244b)에 의한 부양력은 공기와의 반작용에 의한 추력이기 때문에 축지지부(23)에 가해지는 풍차(24)의 하중이 줄어들게 되는 효과를 갖는다. 상기 부양 블레이드(244a,244b)는 상기 회전축(241)의 주위에 방사대칭형으로 배열되어 각각의 일단이 상기 회전축(241)에 연결되고 타단은 상기 보강링(246a,246b)에 연결된다. 이에 따라 상기 부양 블레이드(244a,244b)는 풍차(24)를 상방으로 부양시킬 뿐만 아니라 회전축(241)과 보강링(246a,246b) 사이를 연결함으로써 보강부재로서의 역할을 갖는다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 풍차(24)의 회전축(241)의 하단부에는 상기 축지지부(23)의 커버(231b)에 형성된 마그네트와 척력을 발생시키기 위한 축마그네트(245)가 설치된다.
상기 발전기(232)는 입력축이 상기 풍차(24)의 회전축(241)과 연결되어 상기 회전축의 토크를 전달받아 회전되면서 전력을 발생시키는 구성이다. 상술한 바와 같이 본 발명은 상기 발전기가 상기 축지지부(23)에 일체로 구비되고, 상기 회전축(241)의 상하단 모두에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 전력제어반(3)은 상기 풍력 발전 장치(2)에 의해 발전된 전력을 이용할 수 있도록 제어하기 위한 구성이다. 상기 전력제어반(3)은 상기 풍력 발전 장치(2)에 의해 발전된 전력을 계통 전력으로 곧바로 송전하도록 작동되며, 또한 발전 장치(2)에 의해 발전된 전력을 일시 저장하였다가 철탑(1)의 유지 보수에 이용되도록 공급되도록 작동된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템은 는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
1 철탑
11,12 변 프레임
2 풍력 발전 장치
21 주기둥
22a,22b 지지프레임
23 축지지부
24 풍차
241 회전축
242 항력 블레이드
243 양력 블레이드
244a,244b 부양 블레이드
245 축마그네트
246a,246b 보강링
232 발전기
3 제어반

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 통신이나 전력 송전을 위해 프레임을 트러스 구조로 연결하여 평면상으로 사각형 구조를 갖는 철탑의 내부에 설치되어 풍력을 전력으로 전환시키는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템에 있어서,
    철탑에 연결되어 철탑의 내부에 설치되는 지지부와, 연직으로 세워져 상기 지지부에 축지지된 회전축의 주위에 블레이드가 구비되어 그 블레이드에 가해진 풍력으로 회전되는 풍차와, 입력축이 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축의 토크를 전달받아 회전되면서 전력을 발생시키는 발전기가 구비되어 상기 철탑의 내부에 설치되는 풍력 발전 장치와, 상기 발전기에 의해 발생된 전력을 외부로 전송하거나 또는 충전하였다가 외부로 전송하기 위한 전력제어반이 구비되되,
    상기 지지부는, 상기 철탑의 평면상의 사각형 각변에 위치되는 변 프레임 각각에 대응되어 그 대응되는 변 프레임의 내측 중앙의 위치에서 연직으로 세워진 주기둥과, 상기 철탑의 평면상의 사각형 각변에 위치되는 변 프레임 각각에 대응되어 그 대응되는 변 프레임의 내측에서 그 대응되는 변 프레임과 나란하게 놓여 양측 단부가 이웃하는 것끼리 교차되고 중앙부는 상기 주기둥에 연결되어 양측 말단이 각각 대응되는 변 프레임과 이웃하는 다른 변 프레임에 연결되는 상부 및 하부 지지 프레임과, 상기 상부 지지프레임이 교차되는 위치에 설치되는 상부 축지지부와, 상기 하부 지지프레임이 교차되는 위치에 설치되는 하부 축지지부로 구성되고,
    상기 회전축은 상단부 및 하단부 각각이 상기 상부 축지지부 및 하부 축지지부에 축지지되고,
    상기 발전기는 상기 상부 축지지부 및 하부 축지지부 각각에 구비되어 입력축이 회전축으로 연결되는 것을 특징으로 하는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 풍차는, 회전축 주위에 바람의 항력에 의한 회전력을 발생시키는 복수의 항력형 블레이드가 배열되고,
    상기 항력형 블레이드의 외측 가장자리에는 띠 형상의 양력형 블레이드가 연결되어 중앙부가 외측으로 볼록하게 굽어지게 형성되어 바람의 양력에 의한 회전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 풍차는, 상기 풍차의 상부 또는 하부에 상기 풍차의 회전으로 상기 풍차에 상승력을 가하기 위한 부양 블레이드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 풍차의 회전축 하단부에는 축마그네트가 구비되고,
    상기 하부 축지지부에는 상기 축마그네트와 척력을 발생시키는 마그네트가 구비된 것을 특징으로 하는 철탑을 이용한 풍력 발전 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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