KR101169546B1 - Hybrid system for generating power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드형 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 태양광과 압전소자, 풍력 에너지를 복합적으로 이용하여 친환경적으로 전기에너지를 생산하고 전기에너지를 생산하기 위한 발전효율을 극대화할 수 있도록 한 하이브리드형 발전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a hybrid type power generation system, and more specifically, to hybridize solar power, piezoelectric elements, and wind energy to produce electric energy in an environmentally friendly manner and maximize power generation efficiency for producing electric energy. It is about a type power generation system.
최근 화석자원의 고갈과 환경오염에 대처하기 위해 태양광 및 풍력 등의 청정에너지에 대한 관심이 많아지면서 태양광 발전 및 풍력 발전에 의해 전기에너지를 생산하는 친환경적인 발전수단이 선호되고 있다.
Recently, in order to cope with the depletion of fossil resources and environmental pollution, interest in clean energy such as solar light and wind power has increased, and environmentally friendly power generation means for producing electric energy by solar power and wind power generation have been preferred.
상기 태양광 발전장치는, 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지를 이용하여 이루어지며, 태양전지는 소정 프레임에 다수 개를 탑재한 후에 서로를 전기적으로 연결하여 모듈화한 태양전지패널의 형태로 이루어져 있다.The photovoltaic device is made using a solar cell that converts light energy into electrical energy, and the solar cell is formed in the form of a solar panel that is modularized by electrically connecting each other after mounting a plurality in a predetermined frame. have.
그러나 태양광 발전장치는 다양한 환경적 요인 등에 의해 태양광에너지의 사용의 비중이 다소 상이하지만, 태양광에너지를 창출하기 어려운 우기나 흐린날에는 에너지를 발생시킬 수 없는 문제점이 있다.However, although the use of photovoltaic energy is somewhat different due to various environmental factors, there is a problem in that it is not possible to generate energy in rainy days or cloudy days when it is difficult to generate photovoltaic energy.
특히, 특정 지역 환경의 경우 맑은 날씨의 비율이 그다지 높지 않기 때문에 높은 설치 비용과 대비하여 실제 태양광 에너지의 생산량이 부족함으로써 태양광 발전장치의 효율이 떨어지는 문제점도 있었다.
In particular, since the ratio of sunny weather is not so high in a particular local environment, there is a problem in that the efficiency of the photovoltaic device is deteriorated due to the insufficient amount of actual solar energy production in preparation for the high installation cost.
상기 풍력을 이용한 발전장치는, 바람에 의해 회전되는 블레이드의 회전축부을 통한 기계적인 힘을 이용해 전기에너지를 생산하는 발전수단으로서, 이러한 풍력발전장치는 바람의 세기나 방향에 의해 발전량의 차이가 많이 발생하는 등 문제점이 있었다.
The wind power generator is a power generation means for producing electrical energy by using a mechanical force through the rotating shaft portion of the blade rotated by the wind, such a wind power generator generates a lot of difference in the amount of power generated by the strength or direction of the wind There was a problem.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 수직의 회전축부에 블레이드가 설치된 풍력발전장치를 구비하여 풍력을 이용하여 전기에너지를 생산하는 풍력 발전수단과, 상기 풍력발전장치의 회전프레임에 태양광 전지판을 배치하여 태양광으로 전기에너지를 생산하는 태양광 발전수단과, 태양광 전지판의 후면에는 압전소자를 설치하여 풍압에 의해 압전소자에서 전기에너지를 생산하는 압전소자 발전수단이 복합적으로 구비된 하이브리드형 발전장치에 의해 친환경적으로 전기에너지를 생산하고 전기에너지를 생산하기 위한 발전효율을 극대화할 수 있도록 한 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, the wind power generating means having a wind turbine with blades installed on the vertical rotating shaft to produce electrical energy using the wind, and the solar frame in the rotating frame of the wind turbine Photovoltaic power generation means for arranging photovoltaic panels to produce electrical energy and photovoltaic power generation means for installing a piezoelectric element on the rear of the photovoltaic panel, and piezoelectric element power generation means for producing electrical energy from the piezoelectric element by wind pressure. The hybrid power generation device is designed to maximize the generation efficiency for producing electric energy and producing electric energy in an environmentally friendly manner.
본 발명은 수직방향으로 설치되는 회전축부와, 상기 회전축부와 연결되고 회전축부의 원주상에 설치되는 회전후레임과, 상기 회전후레임에 등간격으로 배치되어 유입되는 바람으로부터 회전축부에 회전력을 발생시키는 복수의 블레이드가 구비되어 풍력에 의해 전기에너지를 생산하는 풍력 발전수단과: 상기 회전후레임에 태양광 전지판이 설치되어 태양광 전지판에서 태양에너지를 집적시켜 전기에너지를 생산하는 태양광 발전수단과; 상기 태양광 전지판의 후면에 설치되어 풍압에 의해 접촉 및 이격되는 압전소자의 진동작용으로 전기에너지를 생산하는 압전소자 발전수단;을 포함하는 하이브리드형 발전시스템을 특징으로 한다.
The present invention is a plurality of rotational shaft portion which is installed in the vertical direction, the rotation frame connected to the rotation shaft portion and installed on the circumference of the rotation shaft portion, the rotation frame is generated at equal intervals in the rotation frame to generate rotational force in the rotation shaft portion Wind power generation means for producing electrical energy by the wind is provided with a blade of: a solar panel is installed on the rotating frame solar power generating means for producing electrical energy by integrating solar energy in the solar panel; It is installed on the rear of the solar panel is characterized in that the hybrid-type power generation system comprising a; piezoelectric element power generation means for producing electrical energy by vibrating the piezoelectric elements contacted and spaced by the wind pressure.
본 발명에 따른 하이브리드형 발전시스템은 풍력발전과 태양광 발전 및 압전소자 발전이 유기적으로 이루어지도록 함으로서 친환경적으로 전기에너지를 생산하고 전기에너지를 생산하기 위한 발전효율을 극대화할 수 있으면서 소규모로 설치가 가능하여 설치공간의 활용성이 높고 설치단가를 줄일 수 있어서 매우 경제적이며, 특히 도시의 건물 옥상 등에 설치하여 비교적 전력량이 적은 기기에 널리 사용있는 효과가 있다.
Hybrid type power generation system according to the present invention can be installed on a small scale while maximizing the power generation efficiency to produce electric energy and produce electric energy in an eco-friendly manner by allowing wind power generation, photovoltaic power generation, and piezoelectric element power generation organically. Therefore, it is very economical because the installation space is high and the installation cost can be reduced.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드형 발전시스템의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드형 발전시스템의 구성을 나타낸 전면도.
도 3은 본 발명에 따른 상,하부 회전후레임에 내향회전자와 외향회전자가 각각 연결되어 발전이 이루어지도록 한 발전기의 구성 실시예를 나타낸 확대단면도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 전지판에 압전소자가 구비된 상태를 예시한 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 태양광 전지판에 압전소자가 진동작용으로 발전이 이루어지는 것을 나타낸 평면 예시도.1 is a perspective view showing the configuration of a hybrid power generation system according to the present invention.
Figure 2 is a front view showing the configuration of a hybrid type power generation system according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing an embodiment of the configuration of the generator to the power generation is made by connecting the inward rotor and the outward rotor to the upper and lower rotation frame according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view illustrating a state in which a piezoelectric element is provided on the solar panel according to the present invention.
5 is a planar view showing that the piezoelectric element is generated by vibrating action on the solar panel according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, the preferred embodiment of the present invention will be described in detail. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or the like may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명은 수직방향으로 설치되는 회전축부(10)와, 상기 회전축부(10)와 연결되고 회전축부(10)의 원주상에 설치되는 회전후레임(20)과, 상기 회전후레임(20)에 등간격으로 배치되어 유입되는 바람으로부터 회전축부(10)에 회전력을 발생시키는 복수의 블레이드(32)가 구비되어 풍력에 의해 전기에너지를 생산하는 풍력 발전수단(30)과: 상기 회전후레임(20)에 태양광 전지판(10)이 설치되어 태양광 전지판(44)에서 태양에너지를 집적시켜 전기에너지를 생산하는 태양광 발전수단(40)과; 상기 태양광 전지판(44)의 후면에 설치되어 풍압에 의해 접촉 및 이격되는 압전소자(52)의 진동작용으로 전기에너지를 생산하는 압전소자 발전수단(50);을 포함하는 하이브리드형 발전시스템을 특징으로 한다.
The present invention is a
상기 풍력 발전수단(30)은 회전축부(10)에 연결되어 전달되는 회전력에 의해 발전이 이루어지는 발전기(34)와 출력단자(도시되지 않음)가 구비되어 사용처로 전기에너지를 공급하게 된다.
The wind power generating means 30 is provided with a
상기 태양광 전지판(44)은 호형으로 된 판체(42)로 구비되어 태양전지가 배치되고 유입되는 바람으로부터 회전축부(10)에 회전력을 발생시킬 수 있는 각도로 배치되어 바람이 부는 경우에는 태양광 전지판(44)은 풍력 발전수단(30)의 블레이드(32)와 함께 회전축부(10)의 회전력을 발생할 수 있도록 하는 풍력발전역할을 함께 수행하게 되며, 바람이 불지 않는 경우에는 태양광 전지판(44)은 태양에너지를 집적시켜 전기에너지를 생산하여 출력단자(도시되지 않음)를 통해 사용처로 전기에너지를 공급하게 된다.
The
상기 압전소자 발전수단(50)은 태양광 전지판(44)의 판체(42) 후면에 접점단자(54)가 등간격으로 부착되고 판체(42)의 상하 고정후레임(42a) 사이에 박판형 압전소자(52)의 일측단이 연결축(56)으로 연결되어 연결축(56)을 축으로 유동될 수 있도록 되어 있으며, 이러한 압전소자(52)의 내측면에 상기 접점단자(54)와 대응하는 접촉자(58)가 각각 설치되어 접점단자(54)에 접촉자(58)가 접촉 및 이격되면서 발생되는 압전소자(52)의 진동작용으로 전기에너지를 생산할 수 있도록 되어 있으며, 상기 압전소자(52)에 의해 생산된 전기에너지는 접점단자(54)로 인가되어 접점단자(54)와 연결된 출력단자(도시되지 않음)를 통해 사용처로 전기에너지를 공급하게 된다.
The piezoelectric element generating means 50 is a
또한, 본 발명에서는 회전축부(10)의 상하 길이방향으로 상,하부 회전후레임(20)(20')으로 분할 설치되어 상,하부 회전후레임(20)(20')에 상,하부 블레이드(32)(32')와 상,하부 태양광 전지판(44)(44')이 구비되도록 하되 상,하부 블레이드(32)(32')와 상,하부 태양광 전지판(44)(44')의 설치각도는 상,하부 회전후레임(20)(20')이 서로 다른 방향으로 회전되도록 각각 배치하며 상,하부 회전후레임(20)(20')의 어느 하나는 내향회전자(36)가 고정된 회전축부(10)와 연결하고 다른 하나는 내향회전자(36)와 대응한 외향회전자(38)에 연결하여서 된 하나의 발전기(34)로 이루어져서 발전되게 하는 수단으로 풍력발전효율을 높일 수 있도록 한다.
In addition, in the present invention, the upper and
즉, 상기에서는 풍력발전시에 상,하부로 분할 구성된 독립적인 발전되도록 함으로서 상,하부 전체 높이가 일체로 된 것에 풍력 발전수단에 비해 비교적 적은 풍압에도 풍력발전이 이루어질 수 있도록 함과 아울러 상,하부 회전후레임(20)(20')이 서로 다른 방향으로 회전하면서 내향회전자(36) 및 외향회전자(38)의 대응회전에 의해 발전이 이루어지게 되는바, 이는 발전기에서 내향회전자(36)와 외향회전자(38)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되므로서 회전력을 높일 수 있도록 한 것이어서 일반적인 발전기에서 고정자에 회전축부의 회전자가 회전하는 것에 비해 2배의 회전력을 갖게 되는 효과가 얻게 된다.
In other words, in the above wind power generation is divided into upper and lower independent power generation so that the overall height of the upper and lower parts are integrated, so that the wind power generation can be achieved at a relatively low wind pressure compared to the wind power generation means As the
본 발명에서는 도 3과 같이 상부 회전후레임(20)은 회전축부(10)에 연결되어 회전축부(10)에 고정된 내향회전자(36)를 회전할 수 있도록 되어 있고, 하부 회전후레임(20)은 회전축부(10)에 공회전되도록 설치되면서 외향회전자(38)에 연결되어 외향회전자(38)를 회전하도록 한 것이며, 이러한 내향회전자(36)와 외향회전자(38)로 이루어진 발전기(34)가 상,하부 회전후레임(20)(20') 사이에 설치되어 있다.
In the present invention, as shown in FIG. 3, the
이와 같이 된 본 발명의 하이브리드형 발전시스템에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
When described in detail by the accompanying drawings an embodiment according to the hybrid-type power generation system of the present invention as follows.
본원발명에서는 수직방향으로 설치되는 회전축부(10)와 연결되는 회전후레임(20)에 등간격으로 배치된 블레이드(32)에 유입되는 바람으로부터 발생되는 풍력에 의해 전기에너지를 생산하는 풍력 발전수단(30)으로 발전이 이루어지도록 하는 풍력발전을 할 수 있게 된다.
In the present invention wind power generating means for producing electrical energy by the wind generated from the wind flowing into the
또한, 상기 회전후레임(20)에 태양광 전지판(10)이 설치되어 태양광 전지판(44)에서 태양에너지를 집적시켜 전기에너지를 생산하는 태양광 발전수단(40)에 의해 바람이 불지 않거나 풍압이 미약한 경우에는 태양광 전지판(44)은 태양에너지를 집적시켜 태양광 발전을 하되 태양광 전지판(44)은 호형으로 된 판체(42)로 구비되어 풍력 발전수단(30)의 블레이드(32)와 함께 회전력을 발생할 수 있도록 하는 풍력발전역할을 함께 수행하게 된다.
In addition, the
또한, 본 발명에서는 상기 태양광 전지판(44)의 후면에 설치되어 풍압에 의해 접촉 및 이격되는 압전소자(52)의 진동작용으로 전기에너지를 생산하는 압전소자 발전수단(50)이 구비되어 발전이 이루어지게 된다.
In addition, in the present invention, the piezoelectric element generating means 50 is installed on the rear surface of the
즉, 본 발명의 하이브리드형 발전시스템은 풍력발전과 태양광 발전 및 압전소자 발전이 유기적으로 이루어지도록 함으로서 친환경적으로 전기에너지를 생산하고 전기에너지를 생산하기 위한 발전효율을 극대화할 수 있게 된다.
In other words, the hybrid type power generation system of the present invention can maximize the power generation efficiency for producing electric energy and producing electric energy in an environmentally friendly manner by allowing wind power generation, solar power generation, and piezoelectric element power generation to be organic.
한편, 본 발명의 풍력발전시에도 회전축부(10)의 상하 길이방향으로 상,하부 블레이드(32)(32')와 상,하부 태양광 전지판(44)(44')이 구비되는 상,하부 회전후레임(20)(20')이 서로 다른 방향으로 회전되도록 각각 배치되어 상,하부 회전후레임(20)(20')의 어느 하나는 내향회전자(36)가 고정된 회전축부(10)와 연결하고 다른 하나는 내향회전자(36)와 대응한 외향회전자(38)에 연결하여서 된 하나의 발전기(34)로 이루어지도록 한 것이므로 상,하부 전체 높이가 일체로 된 것에 풍력 발전수단에 비해 비교적 적은 풍압에도 풍력발전이 이루어질 수 있고, 발전기에서 내향회전자(36)와 외향회전자(38)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되므로서 발전기의 회전력을 높일 수 있게 되어 일반적인 발전기에서 고정자에 회전축부의 회전자가 회전하는 것에 비해 2배의 회전력을 갖고 발전할 수 있게 된다.
Meanwhile, even when the wind power generation of the present invention, the upper and
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
10 : 회전축부 20,20' : 회전후레임
30 : 풍력 발전수단 32,32' : 블레이드
34 : 발전기 36 : 내향회전자
38 : 외향회전자 40 : 태양광 발전수단
42 : 판체 42a : 고정후레임
44,44' : 태양광 전지판 50 : 압전소자 발전수단
52 : 압전소자 54 : 접점단자
56 : 연결축 58 : 접촉자10: rotating
30: wind power generation means 32,32 ': blade
34: generator 36: inward rotor
38: outward rotor 40: solar power generation means
42:
44,44 ': Solar panel 50: Piezoelectric element generating means
52: piezoelectric element 54: contact terminal
56: connecting shaft 58: contactor
Claims (5)
상기 회전후레임(20)에 태양광 전지판(10)이 설치되어 태양광 전지판(44)에서 태양에너지를 집적시켜 전기에너지를 생산하는 태양광 발전수단(40)과;
상기 태양광 전지판(44)의 후면에 설치되어 풍압에 의해 접촉 및 이격되는 압전소자(52)의 진동작용으로 전기에너지를 생산하는 압전소자 발전수단(50);을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 하이브리드형 발전시스템.
Rotating shaft portion 10 installed in the vertical direction, the rotating frame portion 20 is connected to the rotating shaft portion 10 and installed on the circumference of the rotating shaft portion 10, and arranged at equal intervals on the rotating frame 20 Wind power generation means 30 and provided with a plurality of blades 32 for generating a rotational force on the rotating shaft portion 10 from the wind is introduced into the wind turbine to produce electrical energy by:
A photovoltaic power generation means (40) installed at the rotation frame (20) and configured to generate electrical energy by integrating solar energy in the photovoltaic panel (44);
A piezoelectric element generating means 50 installed on the rear of the solar panel 44 to produce electrical energy by vibrating the piezoelectric elements 52 contacted and spaced by wind pressure; and a hybrid type Power generation system.
상기 태양광 전지판(44)은 호형으로 된 판체(42)로 구비되어 태양전지가 배치되고 유입되는 바람으로부터 회전축부(10)에 회전력을 발생시킬 수 있는 각도로 배치되어 바람이 부는 경우에는 풍력 발전수단(30)의 블레이드(32)와 함께 풍력발전역할을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드형 발전시스템.
The method of claim 1,
The solar panel 44 is provided with an arc-shaped plate 42 is disposed at an angle that can generate a rotational force on the rotating shaft portion 10 from the wind from which the solar cell is disposed and introduced, the wind power generation when the wind is blowing Hybrid power generation system, characterized in that to perform the wind power generation role with the blade (32) of the means (30).
상기 압전소자 발전수단(50)은 태양광 전지판(44)의 판체(42) 후면에 접점단자(54)가 등간격으로 부착되고 판체(42)의 고정후레임(42a)에 박판형 압전소자(52)의 일측단이 연결축(56)으로 연결되며 압전소자(52)에 상기 접점단자(54)와 대응하는 접촉자(58)가 설치되어 접점단자(54)에 접촉 및 이격되면서 발생되는 압전소자(52)의 진동작용으로 전기에너지를 생산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드형 발전시스템.
The method of claim 1,
The piezoelectric element generating means 50 has contact terminals 54 attached to the rear surface of the plate body 42 of the solar panel 44 at equal intervals, and the plate-like piezoelectric element 52 is attached to the fixed frame 42a of the plate body 42. One end of the piezoelectric element 52 is connected to the connecting shaft 56 and the piezoelectric element 52 is provided with a contactor 58 corresponding to the contact terminal 54 is formed while contacting and spaced apart from the contact terminal 54. Hybrid type power generation system characterized in that to produce electrical energy by vibrating action of).
상기 압전소자(52)에 의해 생산된 전기에너지는 접점단자(54)로 인가되어 접점단자(54)와 연결된 출력단자를 통해 사용처로 전기에너지를 공급하게 됨을 특징으로 하는 하이브리드형 발전시스템.
The method of claim 3, wherein
The electric energy produced by the piezoelectric element (52) is applied to the contact terminal (54), the hybrid power generation system characterized in that to supply the electric energy to the use place through the output terminal connected to the contact terminal (54).
상기 회전축부(10)의 상하 길이방향으로 상,하부 회전후레임(20)(20')으로 분할 설치되어 상,하부 회전후레임(20)(20')에 상,하부 블레이드(32)(32')와 상,하부 태양광 전지판(44)(44')이 구비되도록 하되 상,하부 블레이드(32)(32')와 상,하부 태양광 전지판(44)(44')의 설치각도는 상,하부 회전후레임(20)(20')이 서로 다른 방향으로 회전되도록 각각 배치하고 상,하부 회전후레임(20)(20')의 어느 하나는 내향회전자(36)가 고정된 회전축부(10)와 연결하고 다른 하나는 내향회전자(36)와 대응한 외향회전자(38)에 연결하여서 된 하나의 발전기(34)로 이루어져서 발전되는 것을 더 포함하여서 됨을 특징으로 하는 하이브리드형 발전시스템.
The method of claim 1,
The upper and lower rotation frames 20 and 20 'are divided into upper and lower rotation frames 20 and 20' in the vertical direction of the rotating shaft part 10, and the upper and lower blades 32 and 32 'to the upper and lower rotation frames 20 and 20'. ) And the upper and lower solar panels 44 and 44 ', but the upper and lower blades 32 and 32' and the upper and lower solar panels 44 and 44 'are installed at upper and lower positions. The lower rotation frame 20, 20 'is disposed so as to rotate in different directions, respectively, and one of the upper and lower rotation frame 20, 20' is the rotating shaft portion 10 is fixed to the inward rotor 36 And the other one is connected to the inward rotor (36) and hybrid type power generation system characterized in that it further comprises consisting of one generator (34) by connecting to the corresponding outward rotor (38).
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