KR101181477B1 - Wind power generation test apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력발전 실습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 형태 및 종류의 풍력 발전기를 구현할 수 있도록 함으로써 피교육자에게 풍력 발전에 대한 이해를 높일 수 있는 교육용 실험실습장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power training apparatus, and more particularly, to an educational laboratory training apparatus for improving the understanding of wind power generation to trainees by implementing various types and types of wind generators.
근래에 화석 연료가 점차 고갈되어 감에 따라 이러한 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 화석연료의 경우 환경오염이라는 또 다른 문제와 결부되면서 새로운 대체 에너지에 대한 요구는 더욱 커지고 있다. Recently, as fossil fuels are gradually depleted, research into new energy sources that can replace these fossil fuels is being actively conducted. In particular, in the case of fossil fuels, coupled with another problem of environmental pollution, the demand for new alternative energy is increasing.
현재 이러한 대체 에너지로, 풍력, 조력, 태양열, 수력, 지열과 같은 재생 에너지가 관심을 받고 있으며, 상용화되고 있기도 하다. 그 중, 풍력은 자원이 풍부하고, 끊임없이 재생되며, 광범위한 지역에 분포되어 있을 뿐 아니라, 환경 오염 우려도 없다는 점에서 유력한 차세대 대체 에너지로 인식되고 있다.As such alternative energies, renewable energy such as wind, tidal, solar, hydro and geothermal are attracting attention and are being commercialized. Among them, wind power is recognized as a potential next-generation alternative energy because it is rich in resources, constantly renewed, distributed in a wide range of areas, and there is no concern about environmental pollution.
풍력 발전은, 바람으로 발전기의 날개(블레이드)를 회전시켜 바람의 에너지를 기계적 회전 에너지로 변환시키고, 이러한 기계적 회전 에너지를 이용해 발전기를 회전시켜 전기적 에너지를 생산한다.Wind power rotates the blades (blades) of the generator with the wind to convert the energy of the wind into mechanical rotational energy, using the mechanical rotational energy to rotate the generator to produce electrical energy.
그런데, 이처럼 풍력 발전에 대한 관심과 수요가 높아지고 있음에 반해, 이러한 풍력 발전에 대해 실험하고 교육을 할 수 있는 실습 장치에 대해서는 제대로 마련되어 있지 않다.However, while the interest and demand for wind power generation is increasing, there is no proper provision for a training apparatus for experimenting and teaching such wind power generation.
비록 종래에도 풍력 발전에 대한 교육용 장치로 제안된 것들이 있기는 하나, 이러한 교육용 장치는 바람 에너지가 전기적 에너지로 변환되는 과정의 기본 원리 정도를 이해하고 풍속에 따른 발전량을 측정하며 생성된 에너지를 사용해보는 부하 실습 정도에 그치고 있다. Although some have been proposed as educational devices for wind power generation, these educational devices understand the basic principle of the process of converting wind energy into electrical energy, measure the amount of wind power generation, and use the generated energy. It is just a load training degree.
더욱이, 풍력 발전기는 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기, 증속기형 풍력발전기와 직결형 풍력발전기, 정속형 풍력발전기와 가변속형 풍력발전기, 날개제어형 풍력발전기와 실속제어형 풍력발전기 등 매우 다양한 종류로 구분될 수 있다. 그런데, 종래의 실습장치로는 이와 같이 다양한 종류로 구분될 수 있는 풍력 발전기를 하나의 장치로 실험해볼 수 없다는 문제점이 있다. Moreover, wind generators can be divided into a wide variety of horizontal and wind turbines, vertical wind turbines, gearbox wind turbines and direct wind turbines, constant speed wind turbines and variable speed wind turbines, wing-controlled wind turbines and stall-controlled wind turbines. have. By the way, there is a problem that the conventional training apparatus is not able to experiment with a single wind generator that can be classified into various types as described above.
특히, 풍력발전시 발전 효율에 가장 큰 영향을 미치는 요소로서 블레이드(회전날개)의 피치각이나 형태 등을 들 수 있는데, 종래의 실습장치로는 이러한 블레이드의 피치각이나 블레이드의 형태를 변경할 수 없어 그에 따른 발전 효율 변화를 제대로 파악할 수 없다.In particular, the pitch angle and the shape of the blade (rotary blade) as a factor that has the greatest influence on the power generation efficiency during wind power generation, and the conventional training device can not change the pitch angle or the shape of the blade. The resulting change in power generation efficiency cannot be grasped properly.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다양한 종류의 풍력 발전기를 하나의 실습장치로 구현할 수 있도록 하고, 특히 블레이드의 형태나 피치각을 변경시킬 수 있도록 하여 풍력 발전에 대한 이해 및 학습 효과를 효율적으로 향상시킬 수 있는 풍력발전 실습장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, it is possible to implement a variety of wind generators in a single training device, and in particular to change the shape or pitch angle of the blades for wind power generation It is an object of the present invention to provide a wind turbine training apparatus that can effectively improve understanding and learning.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 블레이드를 구비하여 바람에 의해 회전하는 블레이드 모듈; 상기 블레이드 모듈의 회전에 의해 전기적 에너지를 생성하는 발전 모듈; 및 상기 발전 모듈에 의해 생성되는 전기적 에너지의 양을 측정하는 제어 모듈을 포함하되, 상기 블레이드 모듈과 상기 발전 모듈은 각 모듈의 교체 또는 다른 모듈의 추가가 가능하도록 상호 탈부착 가능하게 결합된다.Wind power training apparatus according to the present invention for achieving the above object, the blade module having a blade to rotate by the wind; A power generation module generating electrical energy by rotation of the blade module; And a control module for measuring the amount of electrical energy generated by the power generation module, wherein the blade module and the power generation module are detachably coupled to each other to allow replacement of each module or addition of another module.
바람직하게는, 상기 블레이드 모듈은 상기 블레이드의 피치각에 대한 변환이 가능하다.Preferably, the blade module is capable of converting the pitch angle of the blade.
또한 바람직하게는, 상기 블레이드 모듈과 상기 발전 모듈 사이에서 상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈과 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 블레이드 모듈로부터 상기 발전 모듈로 전달되는 회전축의 회전 속도를 증가시키는 증속 모듈을 더 포함한다.Further preferably, further comprising an acceleration module detachably coupled between the blade module and the power generation module and the blade module and the power generation module, and increasing a rotational speed of a rotating shaft transmitted from the blade module to the power generation module. do.
또한 바람직하게는, 상기 블레이드 모듈과 상기 발전 모듈 사이에서 상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈과 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 발전 모듈의 회전 속도를 소정 속도 이하로 감속하는 브레이크 모듈을 더 포함한다.Further preferably, the blade module and the power generation module between the blade module and the power generation module is detachably coupled, and further comprises a brake module for reducing the rotational speed of the power generation module to a predetermined speed or less.
또한 바람직하게는, 바람의 속도를 측정하는 풍속측정 모듈을 더 포함한다.Also preferably, the wind speed measurement module further comprises a wind speed measuring module.
또한 바람직하게는, 바람을 생성하여 상기 블레이드 모듈로 바람을 공급하는 송풍 모듈을 더 포함한다.Also preferably, the apparatus may further include a blower module configured to generate wind and supply wind to the blade module.
또한 바람직하게는, 상기 블레이드 모듈의 회전축에서의 회전 속도 및 상기 발전 모듈의 회전축에서의 회전 속도 중 어느 하나 이상을 측정하는 회전측정 모듈을 더 포함한다.Also preferably, the apparatus further includes a rotation measuring module for measuring any one or more of the rotational speed on the rotational axis of the blade module and the rotational speed on the rotational axis of the power generation module.
또한 바람직하게는, 상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈은, 커플러에 의해 탈부착 가능하게 결합된다.Also preferably, the blade module and the power generation module may be detachably coupled by a coupler.
본 발명에 의하면, 조립 및 분해를 통해 풍력 발전기가 구현될 수 있도록 하여 피교육자로 하여금 풍력 발전의 원리, 구조, 작동 등 전반적인 부분에 걸쳐 이해를 높일 수 있도록 한다. According to the present invention, the wind generator can be implemented by assembling and disassembling to allow the trainees to improve the understanding of the overall aspects such as the principle, structure, operation of wind power generation.
특히, 본 발명에 의하면, 각각의 모듈이 서로 분리 및 결합이 가능하도록 구성됨으로써, 각 모듈에 대한 교체, 추가 및 제거가 용이하다. 따라서, 하나의 실습장치로 다양한 형태의 풍력 발전기, 이를테면 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기, 증속기형 풍력발전기와 직결형 풍력발전기, 정속형 풍력발전기와 가변속형 풍력발전기, 날개제어형 풍력발전기와 실속제어형 풍력발전기의 구현이 가능하다. 그러므로, 피교육자는 다양한 풍력 발전 형태를 모두 다루어볼 수 있어, 각각의 풍력발전 형태에 대한 비교 및 학습이 가능해진다. 더욱이, 이러한 다양한 종류의 풍력 발전기가 하나의 장치로 모두 구현될 수 있기 때문에, 비용이 절감될 수 있음은 물론, 보관 또한 용이할 수 있다.In particular, according to the present invention, since each module is configured to be separated and combined with each other, it is easy to replace, add and remove for each module. Therefore, as a single training device, various types of wind generators, such as a horizontal axis wind turbine and a vertical axis wind generator, a speed increaser wind generator and a direct wind generator, a constant speed wind generator and a variable speed wind generator, a wing control wind generator and a stall control wind power It is possible to implement a generator. Therefore, the trainee can deal with all the various types of wind power generation, so that it is possible to compare and learn about each type of wind power generation. Moreover, since these various types of wind generators can be implemented in one device, not only can the cost be reduced, but also the storage can be easy.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 측면에 의하면, 블레이드의 피치각 및 형태를 변환시킬 수 있다. 이러한 블레이드의 피치각 및 형태는 풍력발전기의 발전효율에 가장 큰 영향을 미치는 요소 중 일부로서, 본 발명에 의하면 이들의 변화에 따른 발전 효율 변화를 파악할 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the pitch angle and shape of the blade can be changed. The pitch angle and shape of the blades are some of the factors that have the greatest influence on the power generation efficiency of the wind turbine.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 교육용으로뿐만 아니라, 설계 등을 위한 용도로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 블레이드의 피치각을 변화시켜 수평축 풍력발전기의 발전 효율이 최대로 될 수 있는 블레이드의 피치각을 찾음으로써, 이러한 정보를 실제 풍력 발전기의 운용 및 설계 등에 적용할 수 있다.In addition, the wind power training apparatus according to the present invention can be used not only for education, but also for use for design. For example, by changing the pitch angle of the blade to find the pitch angle of the blade that can maximize the power generation efficiency of the horizontal axis wind power generator, this information can be applied to the operation and design of the actual wind generator.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풍력발전 실습장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 실습장치의 측면도이다.
도 3은, 수평축 블레이드의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 수직축 블레이드의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전 실습장치의 측면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드 모듈에서 블레이드의 피치각 변환 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 블레이드 모듈에서 블레이드의 피치각 변환 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 실습장치에서 커플러에 의해 각 모듈이 결합된 경우 일부 모듈이 교체되는 경우를 도식화하여 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a wind turbine training apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side view of a wind power training apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a horizontal axis blade.
4 is a diagram illustrating an example of a vertical axis blade.
5 is a side view of a wind power training apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a pitch angle conversion configuration of the blade in the blade module according to an embodiment of the present invention.
7 is a view schematically showing a pitch angle conversion configuration of a blade in a blade module according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a case in which some modules are replaced when each module is coupled by a coupler in the wind power training apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 풍력발전 실습장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 실습장치의 측면도이다. 특히, 도 2는 수평축 풍력발전기를 구현한 풍력발전 실습장치의 예시이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a wind turbine training apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of a wind turbine training apparatus according to an embodiment of the present invention. In particular, Figure 2 is an example of a wind power training practice that implements a horizontal axis wind power generator.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 블레이드 모듈(100), 발전 모듈(200) 및 제어 모듈(300)을 포함할 수 있다.1 and 2, the wind power training apparatus according to the present invention may include a
상기 블레이드 모듈(100)은, 블레이드(110)를 구비함으로써 바람에 의해 회전하여, 바람의 직진운동 에너지를 회전운동 에너지로 변환시킨다. 그리고, 블레이드 모듈(100)은 이러한 회전운동 에너지를 발전 모듈(200) 측에 전달하기 위해 회전축을 구비한다. 블레이드 모듈(100)은, 블레이드(110)를 둘 또는 그 이상 구비할 수 있는데, 본 발명이 이러한 블레이드(110)의 개수에 의해 제한되는 것은 아니다.The
상기 블레이드 모듈(100)은 수평축 블레이드로 구성되거나 수직축 블레이드로 구성될 수 있다. 수평축 블레이드란 블레이드의 회전축의 길이 방향이 바람의 방향과 수평한 블레이드를 의미하며, 수직축 블레이드란 블레이드의 회전축의 길이 방향이 바람의 방향과 수직한 블레이드를 의미한다. The
도 3은 수평축 블레이드의 일례를 나타내는 도면이고, 도 4는 수직축 블레이드의 일례를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating an example of a horizontal axis blade, and FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a vertical axis blade.
도 3을 참조하면, 수평축 블레이드의 경우, 바람에 의해 블레이드(110)가 회전할 때, 회전축의 길이 방향과 바람의 진행 방향은 평행하다. 반면, 도 4를 참조하면, 수직축 블레이드의 경우, 바람에 의해 블레이드(110)가 회전할 때, 회전축의 길이 방향은 바람의 진행 방향과 평행하지 않고, 일정 각도, 이를테면 직각을 이룬다. 도 3에 도시된 바와 같은 수평축 블레이드가 활용되면 수평축 풍력 발전기가 구현될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같은 수직축 블레이드가 활용되면 수직축 풍력 발전기가 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3, in the case of a horizontal shaft blade, when the
상기 발전 모듈(200)은, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 구성요소로서, 블레이드 모듈(100)의 회전에 의해 전기적 에너지를 발생시킨다. 즉, 블레이드 모듈(100)이 바람에 의해 회전하여 회전축을 통해 회전운동 에너지를 전달하면, 발전 모듈(200)은 이러한 회전운동 에너지를 이용해 자신의 회전축을 회전시켜 전기적 에너지를 생성한다. 상기 발전 모듈(200)은, 동기식 발전 모듈과 유도식 발전 모듈을 포함할 수 있다. The
상기 제어 모듈(300)은, 발전 모듈(200)에 의해 전기적 에너지가 생성되면, 이때 생성된 전기적 에너지의 양을 측정할 수 있다. 즉, 제어 모듈(300)은 풍력발전 실습장치의 작동에 의한 발전량을 파악할 수 있다.When the
특히, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치에서, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200)은 서로 탈부착 가능하게 결합되어 있다. 따라서, 블레이드 모듈(100) 및/또는 발전 모듈(200)을 각각 다른 블레이드 모듈(100) 및/또는 다른 발전 모듈(200)로 교체할 수도 있고, 그 사이에 다른 모듈을 추가할 수도 있다. In particular, in the wind power training apparatus according to the present invention, the
이를테면, 풍력발전 실습장치에서, 이미 장착된 블레이드 모듈(100)을 다른 블레이드 모듈(100)로 교체 장착하거나, 이미 장착된 발전 모듈(200)을 다른 발전 모듈(200)로 교체 장착할 수 있다. For example, in the wind power training apparatus, the
바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 블레이드 모듈(100)에 대하여, 수평축 블레이드 모듈(100)과 수직축 블레이드 모듈(100) 간의 상호 교체가 가능하다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 블레이드 모듈(100)로서 수평축 블레이드 모듈(100)이 구비된 경우, 이러한 수평축 블레이드 모듈(100)은 수직축 블레이드 모듈(100)로 대체될 수 있다. 여기서, 수평축 블레이드 모듈(100)이란 블레이드로서 수평축 블레이드가 구비된 경우의 블레이드 모듈(100)을 의미하며, 수직축 블레이드 모듈(100)이란 블레이드로서 수직축 블레이드가 구비된 경우의 블레이드 모듈(100)을 의미한다. Preferably, the wind power training practice apparatus according to the present invention, with respect to the
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전 실습장치의 측면도이다. 특히, 도 5는 수직축 풍력발전기를 구현한 풍력발전 실습장치의 예시이다. 다만, 도 5에서는 설명의 편의를 위해 블레이드 모듈(100)을 제외하고 발전 모듈(200)과 같은 다른 구성요소는 도시되지 않는다.5 is a side view of a wind power training apparatus according to another embodiment of the present invention. In particular, Figure 5 is an example of a wind power training practice that implements a vertical axis wind power generator. However, in FIG. 5, other components such as the
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 수직축 블레이드 모듈(100)을 장착하여 수직축 풍력발전기를 구현할 수 있다. Referring to Figure 5, the wind power training apparatus according to the present invention, by mounting the vertical
그리고, 이러한 도 5의 풍력발전 실습장치의 구성은 도 2의 풍력발전 실습장치를 변형함으로써 얻어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치에서 블레이드 모듈(100)은 탈부착 가능하게 결합되어 있기 때문에, 이미 장착된 블레이드 모듈(100)을 다른 블레이드 모듈(100)로 교체할 수 있다. 따라서, 도 2의 풍력발전 실습장치에서 수평축 블레이드 모듈(100)을 수직축 블레이드 모듈(100)로 교체할 수 있다. 그러므로, 수평축 풍력 발전기를 구현하는 도 2의 풍력발전 실습장치는 수직축 풍력 발전기를 구현하는 도 5의 풍력발전 실습장치로 변환될 수 있다.And, the configuration of the wind turbine training apparatus of FIG. 5 can be obtained by modifying the wind turbine training apparatus of FIG. That is, in the wind power training apparatus according to the present invention, since the
다만, 수평축 풍력 발전기와 수직축 풍력 발전기는 바람의 진행 방향과 회전축의 길이 방향이 이루는 각도가 서로 다르다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 수평축 풍력 발전기를 구현하다가 도 5에 도시된 바와 같이 수직축 풍력 발전기를 구현하고자 하는 경우, 바람의 진행 방향과 회전축의 길이 방향이 이루는 각도를 변경해줄 필요가 있다.However, the horizontal axis wind power generator and the vertical axis wind power generator are different from each other in the angle formed by the direction in which the wind proceeds and the longitudinal direction of the rotating shaft. Therefore, when implementing a horizontal axis wind generator as shown in Figure 2, but to implement a vertical axis wind generator as shown in Figure 5, it is necessary to change the angle between the wind direction and the longitudinal direction of the rotation axis.
이를 위해, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 블레이드 모듈(100) 및 발전 모듈(200)은 회전 가능한 지지 플레이트(900)에 장착되는 것이 좋다. 여기서, 지지 플레이트(900)의 회전은, 블레이드 모듈(100) 및 발전 모듈(200)이 연결된 주 회전축의 길이 방향과 바람의 진행 방향 사이의 각도가 바뀌도록 이루어질 수 있다. 2 and 5, the
예를 들어, 도 2 및 도 5를 비교해보면 알 수 있듯이, 수평축 블레이드 모듈(100)이 수직축 블레이드 모듈(100)로 교체된 경우, 지지 플레이트(900)는 중심축(910)을 기준으로 시계 방향으로 90도 회전할 수 있다. 그러므로, 블레이드 모듈의 회전축(120)의 길이 방향과 바람의 진행 방향이 이루는 각도가 실질적으로 수직이 되도록 할 수 있다.For example, as can be seen by comparing FIGS. 2 and 5, when the
한편, 상기에서는 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치를 이용해 수평축 풍력 발전기에서 수직축 풍력 발전기로 변환되는 과정을 위주로 설명되었으나, 그 반대의 과정도 가능함은 물론이다. 즉, 수직축 풍력 발전기를 구현하다가 수평축 풍력 발전기를 구현하도록 실습장치가 변환될 수도 있다. 이 경우, 수직축 블레이드 모듈(100)은 수평축 블레이드 모듈(100)로 교체될 것이며, 도 5에 도시된 구성에서 지지 플레이트(900)는 중심축(910)을 기준으로 반시계 방향으로 90도 회전될 것이다.On the other hand, the above has been described mainly for the process of converting from the horizontal axis wind generator to the vertical axis wind generator using the wind power training apparatus according to the present invention, the reverse process is also possible. That is, the practice apparatus may be converted to implement the horizontal axis wind generator while implementing the vertical axis wind generator. In this case, the
그러므로, 본 발명에 의할 경우, 블레이드 모듈(100)의 교체 및 실습장치의 회전을 통해 수평축 풍력 발전기와 수직축 풍력 발전기 모두에 대한 구현이 가능하다.
Therefore, according to the present invention, it is possible to implement both the horizontal axis wind generator and the vertical axis wind generator through the rotation of the
또한 바람직하게는, 상기 블레이드 모듈(100)은 피치각에 대한 변환이 가능하다. 여기서, 피치각이란 블레이드 깃단면의 기울기를 의미하는 것으로, 풍력 발전에 있어 블레이드의 피치각은 발전 효율을 결정하는데 중요한 역할을 하는 파라미터이다. 상기 실시예에 의하면, 블레이드의 피치각을 변화시키면서 발전량을 파악할 수 있게 되므로, 피치각 변화에 따른 발전 효율의 변화를 파악할 수 있다. 그리고, 이로 인해 발전 효율에 가장 적합한 블레이드의 피치각을 예측해볼 수도 있다.Also preferably, the
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드 모듈(100)에서 블레이드(110)의 피치각 변환 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 특히, 도 6의 (b)는 (a)의 c 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.6 is a view schematically showing a pitch angle conversion configuration of the
도 6을 참조하면, 상기 블레이드 모듈(100)은 각 블레이드(110)의 하부에 모터(130)를 각각 구비한다. 그리고, 모터(130)는 회전을 통해 블레이드(110)의 중심축을 기준으로 블레이드(110)를 회전시켜 블레이드(110)의 피치각이 변경되도록 할 수 있다. 이처럼, 모터(130)를 통해 블레이드(110)의 피치각을 변경시키는 실시예에 의하면, 블레이드(110)의 피치각이 자동 조절될 수 있기 때문에, 피치각의 변환이 용이하고 그 제어가 정교해질 수 있다.Referring to FIG. 6, the
특히, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 모터(130)는 기어(140)를 통해 블레이드(110)에 회전력을 전달할 수 있다. 즉, 모터(130)는 도 6의 (b)에서 화살표로 표시된 바와 같이 기어(140)를 회전시킴으로써 블레이드(110)의 피치각을 바꿀 수 있다. 이와 같이 기어(140)를 이용하는 경우, 블레이드(110)의 피치각은 보다 섬세하게 조정될 수 있다. 다만, 도 6에 도시된 블레이드(110) 피치각에 대한 자동 조절 구성은 일례에 불과하며, 이러한 블레이드(110) 피치각의 자동 조절 구성은 그 밖의 다양한 형태로도 가능하다. 예를 들어, 기어(140)를 구비하지 않고 모터(130)가 직접 블레이드(110)에 회전력을 전달할 수도 있다. 또한, 도 6의 (a)에서는 3개의 모터(130)가 3개의 블레이드(110) 각각에 구비되어 각 블레이드(110)의 피치각을 조절하는 것처럼 도시되어 있으나, 둘 이상의 블레이드(110)에 하나의 모터(130)가 구비되거나 하나의 블레이드(110)에 둘 이상의 모터(130)가 구비되는 형태도 가능하다.In particular, as shown in FIG. 6B, the
한편, 상기 실시예와 같이 모터(130)를 통해 블레이드(110)의 피치각을 자동 조절하는 경우, 상기 제어 모듈(300)이 이러한 모터(130)의 회전을 제어할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 블레이드(110)의 피치각 변환과 발전 모듈(200)의 발전량 변화를 제어 모듈(300)이 일괄적으로 파악함으로써, 블레이드(110)의 피치각 변화와 발전량 변화를 연계한 데이터 수집 및 구축이 가능해질 수 있다. 따라서, 발전 모듈(200)의 발전량이 최대로 될 수 있는 블레이드(110)에 대한 최적의 피치각이 보다 신속하고 정확하게 자동으로 파악될 수 있다.On the other hand, when the pitch angle of the
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 블레이드 모듈(100)에서 블레이드(110)의 피치각 변환 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 특히, 도 7의 (b)는 (a)의 d 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.7 is a view schematically illustrating a pitch angle conversion configuration of the
도 7을 참조하면, 상기 블레이드 모듈(100)은 블레이드(110)를 고정하기 위한 몸통부(150)를 구비하고, 이러한 몸통부(150)와 블레이드(110)는 나사 결합을 통해 서로 체결될 수 있다. 여기서, 나사 결합은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 이루어질 수 있다. 즉, 블레이드(110)의 하부 및 몸통부(150)에 하나 이상의 구멍이 형성되어 있고, 나사(160)가 블레이드(110)의 하부에 형성된 구멍을 관통하여 그 하단이 몸통부(150)에 형성된 구멍에 끼움 결합됨으로써 블레이드(110)와 몸통부(150)가 체결되도록 할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
특히, 블레이드(110) 및/또는 몸통부(150)에는 다수의 나사 구멍이 형성되어, 블레이드(110)의 피치각을 변환시켜 가면서 블레이드(110)가 몸통부(150)에 고정되도록 할 수 있다. 즉, 사용자는, 도 7의 (b)에서 화살표로 표시된 바와 같이 블레이드(110)를 그 중심축을 기준으로 회전시켜 원하는 피치각이 설정되도록 할 수 있고, 원하는 피치각에 도달하면, 나사(160)를 체결하여 블레이드(110)와 몸통부(150)를 고정시킬 수 있다. In particular, a plurality of screw holes are formed in the
다만, 도 7의 (b) 구성은 일례에 불과할 뿐, 나사(160)를 이용해 블레이드(110)와 몸통부(150)를 체결하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들어, 몸통부(150)에 다수의 나사 구멍이 형성되도록 함으로써 블레이드(110)의 피치각을 변환시키는 구성도 가능하다. 또한, 그 밖에도 나사가 블레이드(110)나 몸통부(150)와 물리적으로 분리되어 별개로 구비되지 않고, 블레이드(110)의 하부에 부착되어 있거나, 몸통부(150)의 상부에 부착되어 있는 형태도 가능하다.However, the configuration of FIG. 7 (b) is only an example, and a method of fastening the
본 발명의 상기 실시예에 의하면, 블레이드(110)의 피치각을 자동 또는 수동으로 조정할 수 있기 때문에, 날개각 제어형(pitch regulated type) 풍력 발전기와 실속 제어형(stall regulated type) 풍력 발전기를 모두 구현할 수 있다.According to the above embodiment of the present invention, since the pitch angle of the
한편, 상기 실시예에서는 블레이드 모듈(100)이 교체되는 것을 위주로 설명되었으나, 발전 모듈(200)이 교체될 수도 있다. 이때 바람직하게는, 동기식 발전 모듈과 유도식 발전 모듈 간 교체될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치에서 수평축 블레이드 모듈(100)에 동기식 발전 모듈이 결합되어 있는 경우, 동기식 발전 모듈을 탈착시키고 유도식 발전 모듈을 부착할 수 있다. 물론, 그 반대의 경우도 가능하다. 이처럼, 본 발명에 의하면, 발전 모듈(200)의 교체도 가능하기 때문에, 하나의 실습장치로 다양한 발전 모듈이 장착된 풍력 발전 형태를 구현해볼 수 있다.
Meanwhile, in the above embodiment, the
바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 증속 모듈(400)을 더 포함할 수 있다.Preferably, the wind power training apparatus according to the present invention may further include a
상기 증속 모듈(400)은, 블레이드 모듈(100)로부터 발전 모듈(200)로 전달되는 회전축의 회전 속도를 증가시킨다. 블레이드 모듈의 회전축(120)과 발전 모듈의 회전축(210)이 직접 연결되어 있다면 블레이드 모듈(100) 회전축의 회전 속도와 발전 모듈(200) 회전축의 회전 속도가 동일할 것이다. 하지만, 블레이드 모듈의 회전축(120)과 발전 모듈의 회전축(210) 사이에 증속 모듈(400)이 구비되어 있다면, 블레이드 모듈(100)의 회전 속도보다 발전 모듈(200)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. The
특히, 상기 증속 모듈(400)은, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 구비되어 블레이드 모듈(100) 및 발전 모듈(200)과 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 증속 모듈(400)은 블레이드 모듈(100)의 회전력을 발전 모듈(200)에 전달하기 위해 회전축을 구비하여, 그러한 회전축의 양단이 블레이드 모듈의 회전축(120) 및 발전 모듈의 회전축(210)에 각각 연결될 수 있다. 본 발명에 있어서, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200)은 탈부착 가능하게 결합되기 때문에, 그 사이에 이와 같은 증속 모듈(400)이 추가로 결합될 수 있다.In particular, the
이러한 실시예에 의하면, 하나의 풍력발전 실습장치로서 증속기형(geared type) 풍력 발전기와 직결형(gearless) 풍력 발전기를 모두 구현할 수 있다. 즉, 사용자가 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 증속 모듈(400)을 설치하면 증속기형 풍력 발전기가 구현될 수 있다. 반대로, 사용자가 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 증속 모듈(400)을 설치하지 않으면 블레이드 모듈(100)이 발전 모듈(200)에 직결되는 직결형 풍력 발전기가 구현될 수 있다.According to this embodiment, it is possible to implement both a geared type wind generator and a gearless wind generator as one wind power training apparatus. That is, when the user installs the
그러므로, 사용자는 풍력 발전기에 있어서, 증속 모듈(400)이 구비된 경우와 그렇지 않은 경우의 차이를 예측해볼 수 있다. 예를 들어, 사용자는 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치를 통해 증속 모듈(400)이 구비된 경우의 발전량과 증속 모듈(400)이 구비되지 않은 경우의 발전량의 차이를 관측함으로써, 실제 풍력 발전기에 있어서, 증속 모듈(400)의 유무에 따른 차이를 예측해볼 수 있다.Therefore, the user can predict the difference between the case in which the
한편, 상기 실시예와 같이 풍력발전 실습장치에 증속 모듈(400)이 포함된 경우, 이러한 증속 모듈(400)은 제어 모듈(300)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 증속 모듈(400)은 제어 모듈(300)에 연결되어, 제어 모듈(300)이 증속 모듈(400)의 동작을 제어할 수 있다.
On the other hand, when the
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 모듈(500)을 더 포함할 수 있다. Also preferably, the wind power training apparatus according to the present invention may further include a
상기 브레이크 모듈(500)은, 발전 모듈(200)의 회전 속도를 제어한다. 바람과 같은 유체의 흐름으로 인해 블레이드 모듈(100)이 회전하면, 이러한 회전력은 회전축을 통해 발전 모듈(200)로 전달된다. 그런데, 발전 모듈(200)이 지나치게 높은 속도로 회전하게 되면 발전 모듈(200)에 무리가 가고 와류로 인해 블레이드 모듈(100)의 양력이 저하되는 등 풍력발전 실습장치에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 상기 브레이크 모듈(500)은 발전 모듈(200)의 회전 속도를 소정 속도 이하로 감속시킬 수 있다.The
특히, 상기 브레이크 모듈(500)은, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 구비되어 블레이드 모듈(100) 및 발전 모듈(200)과 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 브레이크 모듈(500)은 블레이드 모듈(100)의 회전력을 발전 모듈(200)에 전달하기 위해 회전축(410)을 구비하여, 그러한 회전축(410)의 양단이 블레이드 모듈의 회전축(120) 및 발전 모듈의 회전축(210)에 각각 연결될 수 있다. 본 발명에 있어서, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200)은 탈부착 가능하게 결합되기 때문에, 그 사이에 이처럼 브레이크 모듈(500)이 추가 결합될 수 있다. In particular, the
만일, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 증속 모듈(400)이 결합되어 있는 경우, 상기 브레이크 모듈(500)은 증속 모듈(400)과 발전 모듈(200) 사이에 구비될 수 있다.If the
이러한 실시예에 의하면, 하나의 풍력발전 실습장치로서, 정속형(fixed rotor speed) 풍력 발전기와 가변속형(variable rotor speed) 풍력 발전기를 모두 구현할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 풍력발전 실습장치에 브레이크 모듈(500)이 설치되도록 하여 블레이드 모듈(100)이 일정한 속도로 회전되도록 함으로써 정속형 풍력 발전기가 구현되도록 할 수 있다. 또는, 도 2에 도시된 구성에서 브레이크 모듈(500)이 제거되도록 함으로써 블레이드 모듈(100)의 회전 속도가 변하도록 하는 가변속형 풍력 발전기가 구현되도록 할 수도 있다.According to this embodiment, as one wind power training apparatus, both a fixed rotor speed generator and a variable rotor speed wind generator may be implemented. That is, as shown in FIG. 2, the
그러므로, 사용자는 풍력 발전기에 있어서, 브레이크 모듈(500)이 구비된 경우와 그렇지 않은 경우의 차이를 예측해볼 수 있다. 예를 들어, 사용자는 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치를 통해 브레이크 모듈(500)이 구비된 경우의 발전량과 브레이크 모듈(500)이 구비되지 않은 경우의 발전량의 차이를 직접 관측함으로써, 실제 풍력 발전시 정속형 풍력 발전기와 가변속형 풍력 발전기의 발전량 차이를 예측해볼 수 있다.Therefore, the user can predict the difference between the case where the
한편, 상기 실시예와 같이 풍력발전 실습장치에 브레이크 모듈(500)이 포함된 경우, 상기 브레이크 모듈(500)은 제어 모듈(300)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 브레이크 모듈(500)은 제어 모듈(300)에 연결되어, 제어 모듈(300)이 브레이크 모듈(500)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(300)은 브레이크 모듈(500)의 동작과 정지, 브레이크 모듈(500)에 의해 감속되는 회전 속도 등을 제어할 수 있다.
On the other hand, when the
바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치에서 각 구성요소는 커플러(1000)에 의해 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 커플러(1000)란 각각의 모듈 사이에서 각각의 모듈을 자유롭게 탈착 및 부착할 수 있도록 하는 연결 부재를 의미한다. Preferably, in the wind power training apparatus according to the present invention, each component may be detachably coupled by the
예를 들어, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200)은 각각의 회전축이 커플러(1000)에 의해 결합될 수 있다. 따라서, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈의 회전축(210)이 커플러(1000)에 의해 직접 연결될 수 있다. For example, the
또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 다른 구성요소, 이를테면 증속 모듈(400) 및/또는 브레이크 모듈(500)이 커플러(1000)에 의해 추가로 연결될 수 있다. 이 경우, 블레이드 모듈(100), 증속 모듈(400), 브레이크 모듈(500) 및 발전 모듈(200)이 커플러(1000)에 순차적으로 연결될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 2, other components between the
그리고, 이와 같이 각각의 모듈이 커플러(1000)에 의해 연결된 경우 각 모듈이 제거될 수 있음은 물론이고, 일부 모듈에 대한 교체도 가능하다.And, as described above, when each module is connected by the
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전 실습장치에서 커플러(1000)에 의해 각 모듈이 결합된 경우 일부 모듈이 교체되는 경우를 도식화하여 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a case in which some modules are replaced when each module is coupled by the
도 8을 참조하면, 풍력발전 실습장치에 블레이드 모듈(100), 증속 모듈(400), 브레이크 모듈(500) 및 발전 모듈(200)이 순차적으로 연결되고, 각각의 모듈 사이의 연결은 커플러(1000)에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 블레이드 모듈의 회전축(120)은 제1 커플러(1010)에 의해 증속 모듈의 회전축(410)의 일단에 연결되고, 증속 모듈의 회전축(410)의 타단은 제2 커플러(1020)에 의해 브레이크 모듈의 회전축(510)의 일단에 연결된다. 그리고, 브레이크 모듈의 회전축(510)의 타단은 제3 커플러(1030)에 의해 발전 모듈의 회전축(210)에 연결된다. Referring to FIG. 8, the
이러한 구성에서 증속 모듈(400)에 대해 증속 모듈 A(401)에서 증속 모듈 B(402)로 교체하고자 하는 경우, 증속 모듈 A(401)의 양단에 위치한 제1 커플러(1010) 및 제2 커플러(1020)를 화살표와 같이 각각 좌우 방향으로 밀어 증속 모듈 A(401)를 블레이드 모듈(100) 및 브레이크 모듈(500)로부터 분리시킬 수 있다. 그리고, 증속 모듈 B(402)를 블레이드 모듈(100) 및 브레이크 모듈(500) 사이에 위치시킨 후, 제1 커플러(1010) 및 제2 커플러(1020)를 다시 화살표와 반대 방향으로 위치시킨다. 그러면, 커플러(1000)에 의해 증속 모듈(400) B의 회전축(310)이 블레이드 모듈의 회전축(120) 및 브레이크 모듈의 회전축(510)과 결합되어 하나의 회전축으로 동작할 수 있게 된다.In this configuration, when the speed
비록, 도 8에서는 증속 모듈(400)을 교체하는 경우에 대해 설명되었으나, 블레이드 모듈(100)이나, 브레이크 모듈(500), 발전 모듈(200)을 교체하는 경우에도 이와 유사하게 설명될 수 있다.
Although the case of replacing the
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 풍속측정 모듈(600)을 더 포함할 수 있다.Also preferably, the wind power training practice apparatus according to the present invention may further include a wind
상기 풍속측정 모듈(600)은, 풍력발전 실습장치의 블레이드 모듈(100)로 불어오는 바람의 속도, 즉 풍속을 측정할 수 있다. 이러한 풍속측정 모듈(600)은 본 발명의 출원 시점에 공지된 다양한 풍속 센서를 채용할 수 있다.The wind
특히, 이러한 풍속측정 모듈(600)은 제어 모듈(300)에 연결되어, 측정된 결과를 제어 모듈(300)로 전송할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 제어 모듈(300)은, 풍속측정 모듈(600)로부터 수신한 풍속에 대한 데이터를 저장할 수도 있고, 풍속에 따라 발전량이 어떻게 변하는지 파악할 수도 있다.In particular, the wind
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 풍속측정 모듈(600)은 높이가 변경될 수 있는 것이 좋다. 도 2 및 도 5를 비교해보면 알 수 있듯이, 하나의 풍력발전 실습장치에서 수평축 풍력 발전기와 수직축 풍력 발전기를 모두 구현하는 경우, 블레이드 모듈(100)의 설치 높이가 서로 다를 수 있다. 즉, 풍력발전 실습장치에서 수평축 블레이드 모듈(100)에 비해 수직축 블레이드 모듈(100)이 더 높이 장착될 수 있다. 따라서, 각각의 경우에 대해 블레이드 모듈(100)로 유입되는 공기를 보다 정확하게 측정하기 위해서는, 수평축 풍력 발전기가 구현되는지, 수직축 풍력 발전기가 구현되는지에 따라 풍속측정 모듈(600)의 높이를 달리할 필요가 있다. 상기 실시예에 의하면, 풍속측정 모듈(600)의 높이가 변경될 수 있으므로, 수평축 풍력 발전기가 구현될 때와 수직축 풍력 발전기가 구현될 때의 높이를 달리할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 5, the wind
특히, 풍속측정 모듈(600)이 제어 모듈(300)의 제어를 받는 경우, 제어 모듈(300)은 풍속측정 모듈(600)의 높이를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 수평축 풍력 발전기에서 수직축 풍력 발전기로 변환되는 경우, 제어 모듈(300)은 풍속측정 모듈(600)의 높이를 높일 수 있다.
In particular, when the wind
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 송풍 모듈(700)을 더 포함할 수 있다.Also preferably, the wind power training apparatus according to the present invention may further include a
상기 송풍 모듈(700)은, 바람을 생성하여 블레이드 모듈(100)로 바람을 공급할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 시간이나 장소에 관계없이 바람이 생성될 수 있어, 풍력발전 실습장치의 동작에 시간이나 공간의 제약을 받지 않을 수 있다.The
특히, 송풍 모듈(700)은 제어 모듈(300)에 연결되어, 제어 모듈(300)이 이를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(300)은 송풍 모듈(700)의 작동 여부 및 시간, 회전 속도 등을 제어하거나, 이들에 대한 데이터를 수집할 수 있다.In particular, the
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 송풍 모듈(700)은 높이가 변경될 수 있다. 상기 풍속측정 모듈(600)에서 살펴본 바와 같이, 수평축 블레이드 모듈(100)과 수직축 블레이드 모듈(100)이 위치하는 높이가 달라질 수 있기 때문에, 수평축 풍력 발전기를 구현하는지, 수직축 풍력 발전기를 구비하는지에 따라 송풍 모듈(700)의 높이가 달라질 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 5, the
특히, 송풍 모듈(700)이 제어 모듈(300)의 제어를 받는 경우, 제어 모듈(300)은 송풍 모듈(700)의 높이를 제어할 수 있다. 예를 들어, 풍력발전 실습장치에서 수평축 블레이드 모듈(100)이 제거되고 수직축 블레이드 모듈(100)이 장착되어 지지 플레이트(900)가 회전된 경우, 제어 모듈(300)은 송풍 모듈(700)의 높이를 높일 수 있다.
In particular, when the
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전측정 모듈(800)을 더 포함할 수 있다.Also preferably, the wind power training apparatus according to the present invention may further include a
상기 회전측정 모듈(800)은 회전축의 회전 속도를 측정하는 것으로, 블레이드 모듈의 회전축(120)에 구비되고/구비되거나 발전 모듈의 회전축(210)에 구비될 수 있다. 따라서, 회전측정 모듈(800)은 블레이드 모듈의 회전축(120)에서의 회전 속도 및/또는 발전 모듈의 회전축(210)에서의 회전 속도를 측정할 수 있다. The
특히, 블레이드 모듈(100)과 발전 모듈(200) 사이에 증속 모듈(400)이 구비된 경우, 블레이드 모듈의 회전축(120)에서의 회전 속도와 발전 모듈의 회전축(210)에서의 회전 속도가 서로 다를 수 있기 때문에, 이때 회전측정 모듈(800)은 블레이드 모듈의 회전축(120)에서의 회전 속도 및 발전 모듈의 회전축(210)에서의 회전 속도를 모두 측정하는 것이 좋다. 따라서, 증속 모듈(400)로 인한 회전 속도의 증가 정도가 파악될 수 있다.In particular, when the
한편, 이러한 회전측정 모듈(800)은 제어 모듈(300)에 연결되어, 측정된 결과를 제어 모듈(300)로 전송할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 제어 모듈(300)은 회전측정 모듈(800)로부터 수신한 회전속도에 대한 데이터를 저장할 수 있으며, 회전 속도 변화에 따른 발전량의 변화를 파악할 수 있다.
Meanwhile, the
또한 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 풍력발전 실습장치는, 디스플레이 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the wind power training apparatus according to the present invention may further include a display module.
상기 디스플레이 모듈은, 발전 모듈(200)에 의해 생성되는 전기적 에너지의 양, 즉 발전량에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. The display module may provide the user with information about the amount of electrical energy generated by the
이때, 상기 디스플레이 모듈은 제어 모듈(300)에 연결되어, 제어 모듈(300)과 신호를 주고받을 수 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈은 발전 모듈(200)에 의한 발전량, 풍속측정 모듈(600)에 의해 측정된 풍속, 송풍 모듈(700)의 작동 여부, 회전측정 모듈(800)에 의해 측정된 회전축의 회전 속도 등에 대한 정보를 사용자에게 디스플레이할 수도 있다.
In this case, the display module may be connected to the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
100: 블레이드 모듈
200: 발전 모듈
300: 제어 모듈
400: 증속 모듈
500: 브레이크 모듈
600: 풍속측정 모듈
700: 송풍 모듈
800: 회전측정 모듈100: blade module
200: power generation module
300: control module
400: speed increase module
500: brake module
600: wind speed measurement module
700: blower module
800: rotation measurement module
Claims (15)
상기 블레이드 모듈의 회전에 의해 전기적 에너지를 생성하는 발전 모듈; 및
상기 발전 모듈에 의해 생성되는 전기적 에너지의 양을 측정하는 제어 모듈
을 포함하되,
상기 블레이드 모듈과 상기 발전 모듈은 각 모듈의 교체 또는 다른 모듈의 추가가 가능하도록 상호 탈부착 가능하게 결합되며,
상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈은 지지 플레이트에 장착되고, 상기 지지 플레이트는 상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈의 회전축의 길이 방향과 바람의 방향 사이의 각도가 변화될 수 있도록 지면에 수직인 방향으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.A blade module provided with a blade and rotated by wind;
A power generation module generating electrical energy by rotation of the blade module; And
A control module for measuring the amount of electrical energy generated by the power generation module
Including,
The blade module and the power generation module are detachably coupled to each other to replace each module or add another module,
The blade module and the power generation module are mounted to a support plate, and the support plate is rotatable in a direction perpendicular to the ground so that an angle between the longitudinal direction of the rotational axis of the blade module and the power generation module and the wind direction can be changed. Wind power training apparatus, characterized in that.
상기 블레이드 모듈은, 상기 블레이드의 피치각에 대한 변환이 가능한 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
The blade module, the wind turbine generator, characterized in that the conversion to the pitch angle of the blade.
상기 블레이드 모듈은, 상기 블레이드 각각의 하부에 모터를 구비하여, 상기 모터의 회전을 통해 상기 블레이드의 피치각이 변환되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 2,
The blade module, having a lower portion of each of the blade motor, wind power training apparatus, characterized in that to change the pitch angle of the blade through the rotation of the motor.
상기 제어 모듈은, 상기 모터의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 3,
The control module is a wind power training apparatus, characterized in that for controlling the rotation of the motor.
상기 블레이드 모듈은, 몸통부를 구비하여 상기 블레이드를 나사 결합에 의해 상기 몸통부에 고정시키되, 상기 블레이드 또는 상기 몸통부에는 상기 블레이드의 피치각을 변환시켜 고정이 가능하도록 다수의 나사 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 2,
The blade module has a body portion, and the blade is fixed to the body portion by screwing, the blade or the body portion is characterized in that a plurality of screw holes are formed to be fixed by changing the pitch angle of the blade Wind power generation training device.
상기 블레이드 모듈에 대하여, 수직축 블레이드 모듈과 수평축 블레이드 모듈의 상호 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
With respect to the blade module, the wind power generation training device, characterized in that the mutual replacement of the vertical blade module and the horizontal blade module.
상기 블레이드 모듈과 상기 발전 모듈 사이에서 상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈과 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 블레이드 모듈로부터 상기 발전 모듈로 전달되는 회전축의 회전 속도를 증가시키는 증속 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
Removably coupled to the blade module and the power generation module between the blade module and the power generation module, characterized in that it further comprises an acceleration module for increasing the rotational speed of the rotating shaft transmitted from the blade module to the power generation module Wind power training equipment.
상기 블레이드 모듈과 상기 발전 모듈 사이에서 상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈과 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 발전 모듈의 회전 속도를 소정 속도 이하로 감속하는 브레이크 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
A wind turbine training device further comprising a brake module detachably coupled between the blade module and the power generation module between the blade module and the power generation module and configured to reduce the rotational speed of the power generation module to a predetermined speed or less. .
바람의 속도를 측정하는 풍속측정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
Wind power training apparatus further comprises a wind speed measuring module for measuring the speed of the wind.
바람을 생성하여 상기 블레이드 모듈로 바람을 공급하는 송풍 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
Wind turbines training apparatus characterized in that it further comprises a blowing module for generating wind to supply wind to the blade module.
상기 블레이드 모듈의 회전축에서의 회전 속도 및 상기 발전 모듈의 회전축에서의 회전 속도 중 어느 하나 이상을 측정하는 회전측정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
And a rotation measuring module for measuring any one or more of a rotational speed on the rotational axis of the blade module and a rotational speed on the rotational axis of the power generation module.
상기 발전 모듈에 대하여, 동기식 발전 모듈과 유도식 발전 모듈 간 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
For the power generation module, characterized in that the interchange between the synchronous power generation module and the induction power generation module, characterized in that the wind power training apparatus.
상기 블레이드 모듈 및 상기 발전 모듈은, 커플러에 의해 탈부착 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
The blade module and the power generation module, the wind turbine generator, characterized in that detachably coupled by a coupler.
상기 발전 모듈에 의해 생성되는 전기적 에너지의 양에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 디스플레이 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전 실습장치.The method of claim 1,
And a display module for providing a user with information about the amount of electrical energy generated by the power generation module.
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