KR101229643B1 - hybrid type power supply apparatus for multi smart gateway - Google Patents

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Abstract

본 발명은 USN(Ubiquitous Sensor Network) 시스템의 게이트웨이에 상전이 아닌 태양열과 압전 소자를 이용한 하이브리드 형태의 전원을 공급하는 전원 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 USN 시스템을 구축하기 위한 게이트웨이와, 태양광 에너지로부터 전원을 생산하기 위한 태양광 발전 모듈과, 풍력, 수력 및 진동 에너지로부터 전원을 생산하기 위한 하베스팅 모듈과, 상기 태양광 발전 모듈 및 에너지 하베스팅 모듈로부터 생산된 전원을 전달받아 이를 상기 게이트웨이로 전원을 공급하기 위한 충전 모듈을 포함한다. 이에 따라, 적어도 둘 이상의 에너지원을 동시 또는 개별적으로 상기 게이트웨이로 공급하여 상기 게이트웨이를 운용할 수 있는 반영구적인 USN 시스템의 게이트웨이를 구축할 수 있는 효과가 발생한다.The present invention relates to a power supply for supplying a hybrid type of power using solar and piezoelectric elements, not phase, to a gateway of an ubiquitous sensor network (USN) system, and more specifically, a gateway for constructing a USN system, and solar light. A solar power module for producing power from energy, a harvesting module for producing power from wind, hydropower and vibration energy, and power received from the solar power module and energy harvesting module and received the gateway. It includes a charging module for supplying power to the furnace. Accordingly, the effect of constructing a gateway of a semi-permanent USN system capable of operating the gateway by supplying at least two or more energy sources simultaneously or separately to the gateway is generated.

Description

멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치{hybrid type power supply apparatus for multi smart gateway}Hybrid type power supply apparatus for multi smart gateway

본 발명은 USN(Ubiquitous Sensor Network) 시스템의 게이트웨이에 상전이 아닌 태양열과 압전 소자를 이용한 하이브리드 형태의 전원을 공급하는 전원 공급장치에 관한 것으로, 적어도 둘 이상의 에너지원을 동시 또는 개별적으로 상기 게이트웨이로 공급하여 상기 게이트웨이를 운용할 수 있는 반영구적인 USN 시스템의 게이트웨이를 구축할 수 있는 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply for supplying a hybrid type of power using solar and piezoelectric elements, not phase change, to a gateway of an ubiquitous sensor network (USN) system, by supplying at least two energy sources simultaneously or separately to the gateway. The present invention relates to a hybrid power supply for a multi-smart gateway capable of constructing a gateway of a semi-permanent USN system capable of operating the gateway.

일반적으로 USN 시스템에 있어 데이터 전송을 위한 게이트웨이의 전원은 배터리가 내장되어 상전을 사용하게 되지만, USN 시스템의 특성상 설치 공간의 환경에 따라 상전을 이용할 수 없는 경우도 발생한다. 이처럼 상전을 이용할 수 없는 환경에서 시스템을 운영하는 경우 다른 형태로서의 전원 공급이 필요하게 된다.In general, in the USN system, the power source of the gateway for data transmission uses a phase change because a battery is built in, but the phase change may not be available depending on the environment of the installation space due to the characteristics of the USN system. If the system is operated in such an environment where phase change is not available, another form of power supply is required.

종래 게이트웨이의 전원 공급 방식에 따르면, 친환경적인 에너지원인 태양광 을 통해 전원을 생성 및 공급하기도 하였지만, 이러한 태양광 발전은 기상 상태에 따라 영향을 많이 받게 되고, 그에 따라 효율적인 면에서 상기 게이트웨이로 전원을 충분히 공급하기 위해서는 부족한 부분이 있다.
According to the power supply method of the conventional gateway, although the power was generated and supplied through the solar energy, which is an environmentally friendly energy source, such solar power generation is affected by the weather conditions, and thus power is supplied to the gateway in an efficient manner. There is a shortage to supply enough.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 친환경적인 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 접목하여 친환경적이며, 설치 환경에 제약을 받지 않고 연속적인 전원을 공급할 수 있는 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, by combining the environment-friendly energy harvesting (Energy Harvesting) technology is eco-friendly, multi smart gateway that can supply continuous power without being limited by the installation environment. The purpose is to provide a hybrid power supply for.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치는, USN 시스템을 구축하기 위한 게이트웨이; 태양광 에너지로부터 전원을 생산하기 위한 태양광 발전 모듈; 풍력, 수력 및 진동 에너지로부터 전원을 생산하기 위한 에너지 하베스팅 모듈; 및 상기 에너지 하베스팅 모듈 및 태양광 발전 모듈로부터 생산된 전원을 전달받아 이를 축전하며, 상기 게이트웨이로 전원을 공급하기 위한 충전 모듈;을 포함하는 것이 특징이다.Hybrid type power supply for a multi-smart gateway according to the present invention for achieving the above object, Gateway for building a USN system; A solar power module for producing power from solar energy; An energy harvesting module for producing power from wind, hydro and vibration energy; And a charging module for receiving and storing power generated from the energy harvesting module and the solar power generation module and supplying power to the gateway.

하나의 예로써, 상기 에너지 하베스팅 모듈은, 풍력을 이용하여 전원을 생산하는 풍력 발전부와 수력을 이용하여 전원을 생산하는 수력 발전부와 압전소자의 진동에 의해 전원을 생산하는 압전 발전부 및 상기 풍력 발전부, 수력 발전부 및 압전 발전부로부터 생산된 전원을 취합하여 이를 상기 충전 모듈로 전달하는 에너지 취합부를 포함하는 것이 특징이다.As an example, the energy harvesting module may include a wind power generation unit for generating power using wind power, a hydro power generation unit for generating power using hydropower, and a piezoelectric power generation unit for generating power by vibration of a piezoelectric element; It is characterized in that it comprises an energy collection unit for collecting the power generated from the wind power generation unit, hydroelectric generation unit and piezoelectric power generation unit and delivers it to the charging module.

하나의 예로써, 상기 풍력 발전부는, 지면에 고정 설치되는 고정부 및 원통 형상으로 상기 고정부의 상부에 결합되며 풍력에 의해 회동되도록 구성되는 회전부 및 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전수단을 포함하되, 상기 회전부는, 상기 고정부로부터 회동되고 내부에는 소정의 공간이 마련되며 상부가 개방되는 본체와, 상기 본체의 외측면에 수직 방향으로 결합되고 풍향에 따라 상기 본체를 회동시켜 위치를 고정하는 고정날개와, 상기 본체의 공간 중앙에 회동되도록 설치되는 회전축, 상기 회전축의 외측면을 따라 회전축과 직각을 이루도록 방사형으로 결합되고 일단이 상기 본체의 외측까지 연장되며 상기 회전축의 외측면으로부터 각기 회동되도록 구성되는 복수의 연결프레임 및 각 연결프레임의 일단에 결합되는 회전날개로 구성되는 회전수단과, 상기 본체의 내측에서 상기 각 연결프레임에 일 부위에 수직 또는 수평 방향으로 결합되는 제1스틱 및 상기 제1스틱과 직교되며 소정의 이격 거리를 갖도록 상기 각 연결프레임에 결합되는 제2스틱으로 구성되는 방향전환스틱과, 상기 제1스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수직으로 유지하기 위해 상기 본체의 내측면의 반주가 내측으로 돌출 형성되는 제1레일 및 상기 제2스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수평으로 유지하기 위해 상기 제1레일의 일측부로부터 시작되어 타측부까지 형성되되 상기 제1레일보다 내측에 배치되는 제2레일로 구성되는 방향전환레일과, 상기 본체의 외측에서 상기 각 연결프레임의 일 부위에 결합되는 롤러 및 상기 롤러가 접하도록 상기 본체의 상부 외측면을 따라 돌출 형성되어 회동되는 연결프레임의 수평을 유지하는 가이드레일을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.
As an example, the wind turbine is a fixed portion and a cylindrical shape fixed to the ground coupled to the upper portion of the fixed portion and the rotating unit is configured to be rotated by the wind and the power generating means for receiving the rotation force from the rotating unit Including, the rotating part, the main body is rotated from the fixing portion and a predetermined space therein and the upper portion is opened, coupled to the outer surface of the main body in a vertical direction and fixed to rotate the main body according to the wind direction A fixed blade and a rotating shaft installed to rotate in the center of the space of the main body, radially coupled to form a right angle with the rotating axis along the outer surface of the rotating shaft, one end extending to the outside of the main body, and each rotating from the outer surface of the rotating shaft. A plurality of connecting frames and rotating blades coupled to one end of each connecting frame Rotating means is configured, and the first stick coupled to the respective connection frame in a vertical or horizontal direction at the inside of the main body and orthogonal to the first stick and coupled to each connection frame to have a predetermined separation distance Rotation stick consisting of a second stick, and the first rail and the second stick is formed to the inner accompaniment of the inner surface of the main body in order to rotate the first stick to maintain the rotary blade vertically In order to maintain the rotary blade to the horizontal to start from one side of the first rail to the other side formed of a direction change rail consisting of a second rail disposed inside the first rail, and the outer side of the main body A connecting press which is formed to protrude along the upper outer surface of the main body so that the roller and the roller are in contact with one portion of each connecting frame is rotated It is characterized by including a guide rail for maintaining an arbitrary level.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치는, 친환경적인 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 접목하여 친환경적이며, 설치 환경에 제약을 받지 않고 연속적인 전원을 공급할 수 있는 장점이 있다.By the above configuration, the hybrid type power supply device for the present invention multi smart gateway is eco-friendly by combining environmentally friendly energy harvesting technology and can supply continuous power without being restricted by the installation environment. There is an advantage.

또한, 본 발명의 풍력 발전부는 풍향에 따라 회전부의 방향 조절이 가능하여 풍력이 효율적으로 작용되도록 하며, 풍력에 의해 회전하는 회전날개가 바람이 불어오는 지점에서는 수직으로, 반대 지점에서는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기 저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the wind power generation unit of the present invention is capable of adjusting the direction of the rotating unit according to the wind direction, so that the wind is effectively operated, the rotary blades rotated by the wind is automatically switched vertically at the point where the wind blows, horizontally at the opposite point. Accordingly, there is an advantage that the air resistance can be minimized to improve the rotational efficiency of the rotating body and, as a result, to maximize the power generation efficiency.

도 1은 본 발명 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부의 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부의 방향전환레일을 나타내는 단면도.
도 6a 및 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 발전부의 적용예를 나타내는 도면.1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid power supply for a multi-smart gateway of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the energy harvesting module according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the configuration of a wind power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view of Figure 3;
Figure 5a is a view for explaining the operating state of the wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 5b is a cross-sectional view showing a turning rail of the wind power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention.
6A and 6B show an application example of a piezoelectric power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하베스팅 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid power supply for a multi-smart gateway of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an energy harvesting module according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다. 그리고, 도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부의 방향전환레일을 나타내는 단면도이고, 도 6a 및 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 발전부의 적용예를 나타내는 도면이다.
3 is a perspective view showing the configuration of a wind power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view of FIG. And, Figure 5a is a view for explaining the operating state of the wind power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5b is a cross-sectional view showing a turning rail of the wind power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 6a and 6b is a view showing an application example of a piezoelectric power generation unit according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 USN 시스템의 게이트웨이(10)에 상전이 아닌 태양광과 압전 소자를 이용한 하이브리드 형태의 전원을 공급하도록 하는 전원 공급장치에 관한 것으로, 적어도 둘 이상의 에너지원을 동시 또는 개별적으로 상기 게이트웨이(10)로 공급하여 상기 게이트웨이(10)를 운용할 수 있는 반영구적인 USN 시스템의 게이트웨이(10)를 구축할 수 있는 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply for supplying a hybrid type of power using solar and piezoelectric elements, not phase, to the gateway 10 of the USN system. The gateway 10 simultaneously or separately supplies at least two or more energy sources. The present invention relates to a hybrid power supply for a multi-smart gateway capable of constructing a gateway 10 of a semi-permanent USN system capable of supplying the gateway 10.

이러한 본 발명의 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같이 태양광 발전 모듈(30)과, 에너지 하베스팅 모듈(40) 및 충전 모듈(20)을 포함한다.The hybrid power supply for the multi smart gateway of the present invention includes a solar power module 30, an energy harvesting module 40 and a charging module 20 as shown in FIG.

먼저, 상기 태양광 발전 모듈(30)은 태양광 에너지로부터 전원을 생산하기 위한 것으로서 그 발전 구조 및 방법은 공지 기술에 의해 다양하게 실시될 수 있다.First, the photovoltaic module 30 is for producing power from photovoltaic energy and its power generation structure and method may be variously implemented by known techniques.

상기 태양광 발전 모듈(30)은 상기 게이트웨이(10)로 전원이 공급될 수 있도록 상기 충전 모듈(20)로 생산되는 전원을 전달한다. 이러한 태양광 발전 모듈(30) 기상 상태에 따라 많은 영향을 받기 때문에 본 발명에 따르면, 상기 태양광 발전 모듈(30)과 병행하여 상기 게이트웨이(10)로 전원을 공급하기 위한 에너지 하베스팅 모듈(40)을 더 포함하여 구성되어 있다.The photovoltaic module 30 delivers the power produced by the charging module 20 so that power can be supplied to the gateway 10. According to the present invention, the energy harvesting module 40 for supplying power to the gateway 10 in parallel with the photovoltaic module 30 because the solar power module 30 is affected by a weather condition. ) Is further included.

상기 에너지 하베스팅 모듈(40)은 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 이용한 것으로, 기존의 에너지 공급체계와는 달리 주변 환경에서 사용할 수 있는 미소 에너지원이나 이미 사용하고 있는 에너지 공급체계의 폐열, 인체의 운동에너지 등을 이용하여 에너지를 생산한다. 즉, 상기 에너지 하베스팅 모듈(40)은 주변 환경으로부터 에너지를 취득하여 효율성을 극대화할 수 있게 하며, 상기 에너지 하베스팅 모듈(40)을 통해 생산되는 전원을 게이트웨이(10)로 공급함으로써 반영구적인 USN 시스템의 게이트웨이(10)를 구축할 수 있게 된다.The energy harvesting module 40 uses energy harvesting technology. Unlike the existing energy supplying system, the energy harvesting module 40 is a micro-energy source that can be used in the surrounding environment or the waste heat and the human body of the energy supplying system. Produce energy by using kinetic energy. That is, the energy harvesting module 40 can maximize energy efficiency by acquiring energy from the surrounding environment, and provides semi-permanent USN by supplying power generated through the energy harvesting module 40 to the gateway 10. The gateway 10 of the system can be constructed.

여기서, 상기 에너지 하베스팅 모듈(40)은 주변 환경의 다양한 에너지원으로부터 전원을 취득할 수 있는데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 풍력, 수력 및 진동 에너지로부터 전원을 생산하게 된다.Here, the energy harvesting module 40 may obtain a power source from various energy sources in the surrounding environment. According to a preferred embodiment of the present invention, the energy harvesting module 40 produces power from wind power, hydropower, and vibration energy.

구체적으로 상기 에너지 하베스팅 모듈(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 풍력을 이용하여 전원을 생산하는 풍력 발전부(41)와, 수력을 이용하여 전원을 생산하는 수력 발전부(42)와, 압전소자의 진동에 의해 전원을 생산하는 압전 발전부(43) 및 상기 풍력 발전부(41), 수력 발전부(42) 및 압전 발전부(43)로부터 생산된 전원을 취합하여 이를 상기 충전 모듈(20)로 전달하는 에너지 취합부(44)를 포함한다.Specifically, the energy harvesting module 40 includes a wind power generation unit 41 for generating power using wind power, a hydro power generation unit 42 for generating power using hydraulic power, and as shown in FIG. A piezoelectric power generation unit 43 for generating power by vibration of a piezoelectric element and the power generated from the wind power generation unit 41, the hydro power generation unit 42 and the piezoelectric power generation unit 43 are collected and the charging module ( And an energy harvester 44 for delivering to 20.

상기 풍력 발전부(41)는 고정부(41-1)와, 상기 고정부(41-1)의 상부에 결합되며 풍력에 의해 회동되도록 구성되는 회전부(41-2) 및 상기 회전부(41-2)로부터 회전력을 전달받아 전원을 생산하는 발전수단(41-3)을 포함하여 구성되는데, 바람직하게는 풍향에 따라 회전체의 방향 조절이 가능함과 더불어 회전날개(433)가 수직 또는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있도록 구성되어 있다.The wind power generation unit 41 is coupled to the upper portion of the fixed portion (41-1), the fixed portion (41-1) and the rotating portion (41-2) configured to be rotated by the wind power and the rotating portion (41-2) It is configured to include a power generation means (41-3) to receive the rotational force from the power to produce a power, preferably the direction of rotation of the rotating body according to the wind direction and the rotary blade 433 is automatically switched to vertical or horizontal By minimizing the air resistance is to improve the rotational efficiency of the rotor and consequently configured to maximize the power generation efficiency.

도 3 내지 도 5b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 풍력 발전부(41)를 설명하면, 상기 고정부(41-1)는 지면에 고정 설치되고, 그 상부에 회동 가능하도록 결합되는 회전부(41-2)를 지지한다. 또한, 상기 고정부(41-1) 내부에는 상기 회전부(41-2)로부터 전달되는 회전력을 이용하여 발전되는 발전수단(41-3)이 설치될 수 있다.3 to 5b, the wind power generator 41 according to the preferred embodiment of the present invention will be described. The fixing part 41-1 is fixed to the ground and is rotatably coupled to an upper portion thereof. The rotating part 41-2 is supported. In addition, the fixing unit 41-1 may include a power generation unit 41-3 that is generated by using the rotational force transmitted from the rotating unit 41-2.

여기서 상기 발전수단(41-3)은 상기 고정부(41-1)의 상부에 결합되는 회전부(41-2)로부터 회전력을 전달받아 발전되는 것으로, 그 발전구조 및 발전방법 등은 공지기술에 따라 다양하게 구현될 수 있는바, 본 발명에서는 상기 발전수단(41-3)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Wherein the power generation means (41-3) is generated by receiving the rotational force from the rotating portion (41-2) coupled to the upper portion of the fixing portion (41-1), the power generation structure and power generation method, etc. according to the known technology As can be variously implemented, a detailed description of the power generation means (41-3) will be omitted in the present invention.

상기 회전부(41-2)는 외면을 이루는 본체(410)와 상기 본체(410)의 외측면에 결합되는 고정날개(420)와 상기 본체(410)의 상부에서 회동 가능하도록 설치되는 회전수단(430) 및 상기 회전수단(430)을 상기 본체(410)의 상부 상에서 안정적으로 회동시키기 위한 롤러(460) 및 가이드레일(470)을 포함하여 구성되어 있다.The rotating part 41-2 is a main body 410 constituting the outer surface and the fixed blade 420 coupled to the outer surface of the main body 410 and the rotating means 430 is installed to be rotatable from the upper portion of the main body 410. ) And a roller 460 and a guide rail 470 for stably rotating the rotating means 430 on the upper portion of the main body 410.

먼저, 상기 본체(410)는 상기 고정부(41-1)의 상부에 결합되는데, 상기 고정부(41-1)로부터 회동 가능하도록 설치된다. 예를 들면 상기 본체(410)의 하부축은 상기 고정부(41-1)의 상부축과 베어링 구조로 결합되어 있을 수 있으며, 본체(410)의 외측면 어느 일 부위에는 본체(410)의 길이 방향으로부터 수직 방향으로 고정날개(420)가 결합됨에 따라 풍향에 상응하도록 상기 본체(410)를 회동시켜 위치를 고정하게 된다. 즉, 상기 고정날개(420)는 바람이 불어오는 방향에서 바람이 불어오는 반대 방향으로 본체(410)를 이동시키고, 바람이 불어오는 반대 방향에서 상기 본체(410)의 위치를 유지하여 상기 본체(410)를 고정시키게 된다. 이때 상기 본체(410)의 위치는 상기 고정날개(420)에 의해 결정됨으로 풍향에 따라 변동될 수 있음은 당연하다.First, the main body 410 is coupled to the upper portion of the fixing portion (41-1), it is installed to be rotatable from the fixing portion (41-1). For example, the lower shaft of the main body 410 may be coupled to the upper shaft of the fixing part 41-1 in a bearing structure, and the outer side of the main body 410 may have a longitudinal direction of the main body 410. As the fixed blade 420 is coupled in a vertical direction from the main body 410 is rotated to correspond to the wind direction to fix the position. That is, the fixed blade 420 moves the main body 410 in the opposite direction of the wind blowing in the direction of the wind blowing, and maintains the position of the main body 410 in the opposite direction of the wind blowing the main body ( 410 is fixed. At this time, the position of the main body 410 is determined by the fixed blade 420 may be changed according to the wind direction is natural.

또한, 상기 본체(410)는 도 3에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 상기 고정부(41-1)의 외경보다 상대적으로 큰 외경을 갖도록 구성되며 고정부(41-1)의 상부 일부분을 감싸도록 구성되어 빗물로부터 상기 고정부(41-1)의 상부 공간(411)을 보호할 수 있도록 한다. 또한, 상기 본체(410) 내부에는 소정의 공간(411)이 마련되는데 이 공간(411)에 상기 회전수단(430)이 설치되며, 상부면은 개방되도록 구성되어 내부의 공간(411)이 노출되어 있다.In addition, the main body 410 is configured to have a larger outer diameter than the outer diameter of the fixing portion (41-1) in a cylindrical shape as shown in Figure 3 so as to surround the upper portion of the fixing portion (41-1) Is configured to protect the upper space 411 of the fixing portion (41-1) from rain water. In addition, a predetermined space 411 is provided inside the main body 410, and the rotation means 430 is installed in the space 411, and an upper surface thereof is configured to be open, so that the interior space 411 is exposed. have.

상기 회전수단(430)은 상기 본체(410)의 중앙에 설치되는 회전축(431)과 상기 회전축(431)에 방사형으로 결합되는 복수의 연결프레임(432) 및 각 연결프레임(432)의 일단에 결합되는 회전날개(433)로 구성된다.The rotation means 430 is coupled to the rotary shaft 431 installed in the center of the main body 410 and a plurality of connection frames 432 and radially coupled to the rotary shaft 431 and one end of each connection frame 432 It consists of a rotary blade 433.

구체적으로, 상기 회전축(431)은 상기 본체(410)의 공간(411) 내 중앙에 설치되는데 그 일부가 상기 본체(410)의 상부측으로 노출되어 있으며, 상기 본체(410)와 별도로 회동 가능하도록 구성되어 있다. 이러한 회전축(431)은 하기에서 설명할 연결프레임(432)과 회전날개(433)에 의해 회동되어 실질적으로 상기 발전수단(41-3)으로 회전력을 제공하게 되어 발전이 이루어지는바, 바람직하게는 회전축(431)의 하부측에는 상기 회전축(431)과 작용하여 발전이 이루어질 수 있도록 상기 발전수단(41-3)이 결합되어 있다.Specifically, the rotating shaft 431 is installed in the center of the space 411 of the main body 410, a part of which is exposed to the upper side of the main body 410, and configured to be rotated separately from the main body 410 It is. The rotary shaft 431 is rotated by the connecting frame 432 and the rotary blade 433 to be described later to substantially provide a rotational force to the power generating means (41-3) is the power generation is made, preferably the rotary shaft The power generation means 41-3 is coupled to the lower side of the 431 to act as the rotation shaft 431 to generate power.

상기 연결프레임(432)은 복수로 구성되어 상기 회전축(431)의 외측면을 따라 방사형으로 결합되는데, 상기 회전축(431)과 직각을 이루도록 되어 있고 일단이 상기 본체(410)의 외측까지 연장되어 있다. 이때 상기 각 연결프레임(432)의 타단은 상기 회전축(431)의 외측면에 베어링 구조로 결합됨으로써 각기 회동 가능하게 구성된다.The connecting frame 432 is composed of a plurality of radially coupled along the outer surface of the rotating shaft 431, is to form a right angle with the rotating shaft 431 and one end is extended to the outside of the main body 410. . At this time, the other end of each of the connection frame 432 is configured to be rotatable by being coupled to the outer surface of the rotary shaft 431 in a bearing structure.

상기 회전날개(433)는 상기 본체(410)의 외측으로 연장되는 상기 연결프레임(432)의 일단에 결합되어 있다.The rotary blade 433 is coupled to one end of the connecting frame 432 extending to the outside of the main body 410.

여기서 상기 회전날개(433)는 도 3 내지 도 5a에 도시된 바와 같이 평판 형상으로 구성되어 풍력에 작용하게 된다. 또한, 상기 회전날개(433)는 회전 효율을 향상시킬 수 있도록 경량으로 제작될 수 있는바, 예를 들면, 두께가 얇은 금속판이나 합성수지재 등으로 구성될 수 있다.Here, the rotary blade 433 is configured in a flat plate shape as shown in Figure 3 to 5a to act on the wind power. In addition, the rotary blade 433 may be manufactured in a light weight so as to improve the rotational efficiency, for example, may be composed of a thin metal plate or synthetic resin material.

특히, 상기 연결프레임(432)에 결합되는 상기 회전날개(433)는 풍력에 의해 상기 회전축(431)을 회동시키게 되는데, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바람이 불어오는 방향에 관계없이 상기 회전축(431)을 효율적으로 회동시키도록 평판의 일측면 및 타측면의 각 양단부가 내측으로 굽어지는 굴곡부(434)가 형성되어 있다. 또한 상기 연결프레임(432)이 상기 회전축(431)으로부터 별도로 회동 가능하기 때문에 상기 회전날개(433)의 평판은 상기 회전축(431)으로부터 수직 또는 수평 방향으로 각도가 전환될 수 있도록 구성되어 있다.In particular, the rotary blade 433 coupled to the connection frame 432 is to rotate the rotary shaft 431 by the wind, according to a preferred embodiment of the present invention, the rotary shaft regardless of the wind blowing direction A bent portion 434 is formed in which both ends of one side and the other side of the flat plate are bent inward to rotate the 431 efficiently. In addition, since the connecting frame 432 can be rotated separately from the rotating shaft 431, the plate of the rotary blade 433 is configured to be able to switch the angle from the rotating shaft 431 in the vertical or horizontal direction.

상술한 바와 같이 상기 회전날개(433)는 회전축(431)으로부터 수직 또는 수평 방향으로 전환될 수 있는데, 이하에서 설명할 방향전환스틱(440)과 방향전환레일(450)에 의해 풍향에 따라 회전날개(433)의 각도가 전환되고 그 각도를 유지할 수 있다.As described above, the rotary blade 433 may be switched in the vertical or horizontal direction from the rotary shaft 431. The rotary blade according to the wind direction by the direction change stick 440 and the direction change rail 450 to be described below. The angle of 433 can be reversed and maintained at that angle.

구체적으로, 도 4의 평면도 및 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 방향전환스틱(440)은 상기 본체(410)의 내측에서 상기 각 연결프레임(432)에 일 부위에 수직 또는 수평 방향으로 결합되는 제1스틱(441) 및 상기 제1스틱(441)과 직교되면서 소정의 이격 거리를 갖도록 각 연결프레임(432)에 결합되는 제2스틱(442)으로 구성된다.In detail, as illustrated in the plan view of FIG. 4 and FIG. 5A, the direction change sticks 440 may be coupled to each connection frame 432 in a vertical or horizontal direction at an inner side of the main body 410. The first stick 441 and the second stick 442 is orthogonal to the first stick 441 and coupled to each connection frame 432 to have a predetermined separation distance.

또한, 상기 방향전환레일(450)은 상기 제1스틱(441)을 회전시켜 상기 회전날개(433)를 수직 방향으로 회동시키며 회동된 각도가 유지되도록 상기 본체(410)의 내측면의 반주가 내측으로 돌출 형성되고 상기 회전축(431)과 결합된 연결프레임(432)이 회동될 때 제1스틱(441)이 접하도록 구성되는 제1레일(451) 및 상기 제2스틱(442)을 회전시켜 상기 회전날개(433)를 수평 방향으로 회동시키며 회동된 각도가 유지되도록 상기 본체(410)의 공간(411)에서 상기 제1레일(451)이 시작되는 일측부로부터 제1레일(451)이 끝나는 타측부까지 형성되되 상기 제1레일(451)보다 내측으로 배치되어 상기 제2스틱(442)과 접하도록 구성되는 제2레일(452)로 구성되어 있다.In addition, the turning rail 450 rotates the first stick 441 to rotate the rotary blade 433 in the vertical direction, and the accompaniment of the inner surface of the main body 410 is maintained so that the rotated angle is maintained. Rotating the first rail 451 and the second stick 442 is formed so as to contact the first stick 441 when the connecting frame 432 coupled to the rotating shaft 431 is rotated to the Rotating the rotary blade 433 in the horizontal direction and the other end of the first rail 451 from one side where the first rail 451 starts in the space 411 of the main body 410 to maintain the rotated angle The second rail 452 is formed to the side and is disposed inward from the first rail 451 to be in contact with the second stick 442.

이때 상기 제1레일(451) 및 제2레일(452)의 양단부는 도 5b에 도시된 바와 같이 하향으로 일정 각도만큼 기울어지도록 형성되어 있어 상기 제1스틱(441) 및 제2스틱(442)의 안정적인 방향 전환이 이루어지도록 하는 것이 타당하다.In this case, both ends of the first rail 451 and the second rail 452 are formed to be inclined downward by a predetermined angle as shown in FIG. 5B, so that the first stick 441 and the second stick 442 may be inclined. It is reasonable to ensure a stable turn.

도 5a를 참조하여 본 발명에 따른 풍력 발전부(41)의 작동 상태를 살펴보면, 먼저 본체(410)는 고정날개(420)에 의해 바람이 불어오는 방향에 따라 고정부(41-1)의 상부에서 풍향에 따른 정지 위치 즉, 바람이 불어오는 반대 방향까지 회동되어 그 위치를 유지하게 된다.Looking at the operating state of the wind power generator 41 according to the present invention with reference to Figure 5a, first, the main body 410 is the upper portion of the fixing portion (41-1) in accordance with the wind blowing direction by the fixed blade (420) In the stop position according to the wind direction, that is, rotated to the opposite direction from which the wind blows to maintain its position.

이와 동시에 상기 회전날개(433)로 풍력이 작용함에 따라 상기 회전날개(433) 및 연결프레임(432)이 결합된 회전축(431)은 회동하게 되는데 바람이 불어오는 측의 회전날개(433)는, 해당 연결프레임(432)의 제1스틱(441)이 본체(410) 내측면에 형성된 제1레일(451)과 접하게 되면서 수직 방향으로 전환이 이루어지고 제1레일(451)이 끝나는 지점까지 수직 방향을 유지하게 된다.At the same time, as the wind power acts on the rotary blade 433, the rotary shaft 433 and the rotating shaft 431 to which the connection frame 432 is coupled are rotated. As the first stick 441 of the connection frame 432 comes into contact with the first rail 451 formed on the inner surface of the main body 410, the switch is made in the vertical direction and the vertical direction is reached until the end of the first rail 451. Will be maintained.

또한, 상기 회전축(431)은 상기 회전날개(433) 및 연결프레임(432)에 의해 바람의 불어오는 반대측으로 회동되는데, 이 지점에서는 해당 연결프레임(432)의 제2스틱(442)이 상기 제1레일(451)의 내측에 위치하는 제2레일(452)과 접하게 되면서 해당 회전날개(433)는 수평 방향으로의 전환이 이루어지게 되고 제2레일(452)이 끝나는 지점까지 수평 방향을 유지하게 된다.In addition, the rotating shaft 431 is rotated to the opposite side of the wind by the rotary blade 433 and the connecting frame 432, at this point the second stick 442 of the connection frame 432 is the first While contacting the second rail 452 located inside the first rail 451, the corresponding rotary blade 433 is made to switch to the horizontal direction to maintain the horizontal direction to the end point of the second rail 452 do.

각 회전날개(433)는 상술한 작동 상태가 연속적으로 이루어져 바람이 불어오는 지점에는 수직 방향을 유지하게 되며, 반대 지점에서는 수평 방향으로 유지하게 됨으로써 공기 저항을 최소화하여 회전 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.Each of the rotary blades 433 is continuously maintained in the vertical direction at the point where the wind is blown by the above operating state, and by maintaining the horizontal direction at the opposite point to minimize the air resistance to improve the rotational efficiency will be.

여기서, 상기 회전축(431)에 방사형으로 결합되는 연결프레임(432)과 그 일단에 결합되는 회전날개(433)의 갯수는 도 3 내지 도 5a에서 4개로 도시되고 있지만, 본 발명이 상기 연결프레임(432) 및 회전날개(433)의 갯수에 한정되는 것은 아니며 상기 풍력 발전부(41)의 규모에 따른 전력 생산량 등을 고려하여 선택적으로 증가될 수 있으며, 증가된 연결프레임(432)과 회전날개(433)의 작동 상태는 상술한 바와 동일하게 이루어질 수 있음은 당연하다.Here, although the number of the connecting frame 432 radially coupled to the rotary shaft 431 and the number of rotary wings 433 coupled to one end is shown in Figure 4 to Figure 5a, the present invention is the connecting frame ( 432 and the number of the rotary blades 433 is not limited, but may be selectively increased in consideration of the power production according to the size of the wind turbine 41, the increased connection frame 432 and the rotary blades ( Of course, the operating state of 433) can be made the same as described above.

한편 회동되는 상기 연결프레임(432)의 수평을 유지하여 상기 회전축(431)을 본체(410) 상에서 안정적으로 회동시키기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전부(41)는, 상기 본체(410) 상부에 가이드레일(470)이 형성되며, 상기 각 연결프레임(432)은 상기 가이드레일(470)과 접하는 롤러(460)가 결합되어 있다. 구체적으로 상기 롤러(460)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 본체(410)의 외측에서 상기 각 연결프레임(432)의 일 부위에 결합되며, 상기 가이드레일(470)은 상기 롤러(460)가 접하도록 상기 본체(410) 상부 외측면을 따라 돌출 형성되어 있다.Meanwhile, in order to stably rotate the rotating shaft 431 on the main body 410 while maintaining the horizontal of the connecting frame 432 rotated, the wind power generator 41 according to the preferred embodiment of the present invention, the main body 410 A guide rail 470 is formed on the upper side, and each of the connection frames 432 is combined with a roller 460 in contact with the guide rail 470. Specifically, the roller 460 is coupled to a portion of each connection frame 432 on the outside of the main body 410, as shown in Figure 3, the guide rail 470 is the roller 460 It protrudes along the upper outer surface of the main body 410 to contact.

이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 풍력 발전부(41)는 풍향에 따라 회전부(41-2)의 방향 조절이 가능하여 풍력이 효율적으로 작용되도록 하며, 풍력에 의해 회전하는 회전날개(433)가 바람이 불어오는 지점에서는 수직으로, 반대 지점에서는 수평으로 자동 전환됨에 따라 공기 저항을 최소화하여 회전체의 회전 효율을 향상시키고 결과적으로 발전 효율을 극대화할 수 있는 특징이 있다.As described above, the wind power generator 41 according to the preferred embodiment of the present invention is capable of adjusting the direction of the rotary part 41-2 according to the wind direction so that the wind power is effectively operated, and the rotary blade 433 rotated by the wind power. ) Is automatically switched vertically at the point where the wind blows, and horizontally at the opposite point, thereby minimizing air resistance, thereby improving rotational efficiency of the rotating body and consequently maximizing power generation efficiency.

한편, 상기 압전 발전부(43)는 진동에 의해 발생되는 에너지를 통해 전원을 생산하기 위해 적어도 하나 이상의 압전 소자들로 구성되어 진다.On the other hand, the piezoelectric power generation unit 43 is composed of at least one piezoelectric element to produce power through energy generated by vibration.

상기 압전 소자는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변화시키는 즉, 압전 현상을 일으키는 수단으로, 무기물 및 유기물을 포함하는 여러 가지의 압전 재료 예를 들어, Pb(Zr,Ti)O3와 같은 압전 세라믹스로 제조된 압전 박막을 포함하며, 진동에 의해 발생된 전압은 출력한다.The piezoelectric element is a means for converting mechanical energy into electrical energy, that is, causing a piezoelectric phenomenon, and various piezoelectric materials including inorganic and organic materials, for example, piezoelectric ceramics such as Pb (Zr, Ti) O 3. It includes a piezoelectric thin film manufactured by, and outputs the voltage generated by the vibration.

이러한 압전 발전부(43)는 진동이 발생될 수 있는 환경에 설치될 수 있는데, 예를 들면, 도로 차선이나, 차선 외곽 내지는 도로 주변 등에 설치되어 차량의 운행에 따른 진동이 발생되어 에너지원으로 활용될 수 있다. 그러나 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니며, 주변 환경에서 발생하는 어떠한 진동이나, 타이핑(typing), 호흡, 도보와 같이 인간의 동작에 의해 발생하는 진동을 활용할 수 있음은 물론이다.The piezoelectric power generation unit 43 may be installed in an environment in which vibration may be generated. For example, the piezoelectric power generation unit 43 may be installed in a road lane, an outer periphery of a lane, or a road periphery to generate vibrations according to the driving of the vehicle and thus use it as an energy source. Can be. However, the present invention is not limited thereto, and any vibration generated in the surrounding environment, or vibration generated by human motion such as typing, breathing, and walking may be utilized.

일 예로써, 상기 압전 발전부(43)는 도 6a에 도시된 바와 같이 지면 상에 설치되어 지면으로부터의 진동, 충격 및 풍력에 의한 진동 에너지로부터 전원을 생산할 수 있도록 구성되거나, 6b에 도시된 바와 같이 수중에 설치되어 조류에 의한 진동에너지에 의해 전원을 생산할 수 있도록 구성될 수 있다.For example, the piezoelectric power generation unit 43 is installed on the ground as shown in FIG. 6A and configured to produce power from vibration energy from the ground, shock and wind energy from the wind, or as shown in 6B. As installed in the water can be configured to produce power by vibration energy caused by tidal current.

즉, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이 상기 압전 발전부(43)는 지면 또는 조류로부터 진동을 발생할 수 있도록 수직 방향으로 장착되는 지지대(431)와 상기 지지대(431) 상에 설치되는 적어도 하나 이상의 압전판(432)을 포함하여 구성되어 있다.That is, as illustrated in FIGS. 6A and 6B, the piezoelectric power generation unit 43 may include a support 431 mounted in a vertical direction and at least one or more installed on the support 431 so as to generate vibrations from the ground or a tidal current. The piezoelectric plate 432 is comprised.

상기 압전판(432)은 판 형상으로 앞서 설명한 압전 소자가 내장되어 있어 발생되는 진동에너지로부터 전원을 생산하게 된다. 이러한 압전판(432)은 게이트웨이(10)가 지면에 설치되는 경우 압전판(432)의 판면이 지면과 수평을 이뤄 상, 하 방향으로 유동될 수 있도록 설치되고, 게이트웨이(10)가 수중에 설치되는 경우에는 조류에 의해 압전판(432)에 진동이 발생할 수 있도록 상기 압전판(432)의 판면은 수면과 수직을 이루도록 설치되는 것이 바람직하다.The piezoelectric plate 432 has a plate shape to produce power from vibration energy generated by embedding the piezoelectric element described above. The piezoelectric plate 432 is installed so that when the gateway 10 is installed on the ground, the plate surface of the piezoelectric plate 432 may flow horizontally up and down, and the gateway 10 is installed underwater. In this case, the plate surface of the piezoelectric plate 432 is preferably installed to be perpendicular to the water surface so that vibration may occur in the piezoelectric plate 432 by a tidal current.

이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 압전 발전부(43)는 주변 환경의 복합적인 요소로 인해 전원을 생산할 수 있도록 구성된 것이다. As described above, the piezoelectric generator 43 according to the exemplary embodiment of the present invention is configured to produce power due to a complex element of the surrounding environment.

상기 에너지 취합부(44)는 상기 언급한 바와 같이 상기 풍력 발전부(41), 수력 발전부(42) 및 압전 발전부(43)에서 출력되는 전압을 전달받아 이를 취합하여 상기 충전 모듈(20)로 전달한다.The energy collector 44 receives the voltages output from the wind power generator 41, the hydro power generator 42, and the piezoelectric power generator 43 as described above, collects them, and collects the charged modules 20. To pass.

이에 따라, 상기 에너지 취합부(44)는 상기 풍력 발전부(41), 수력 발전부(42) 및 압전 발전부(43)로부터 취합된 전압을 정류하기 위한 정류부와 정류된 전압을 저장하는 축전부를 포함하여 구성되어 진다.Accordingly, the energy collector 44 may include a rectifier for rectifying the voltage collected from the wind power generator 41, the hydro power generator 42, and the piezoelectric generator 43, and a power storage unit for storing the rectified voltage. It is configured to include.

상기 정류부는 생산되는 전압에 따라 교류(AC) 전압을 직류(DC) 전압으로 변환시키는 수단으로써 정류기가 구비될 수 있다. 예를 들어, 네 개의 다이오드로 구성되는 브리지(bridge)형 정류기로 구성될 수 있다. 또한, 안정성을 도모하기 위하여 저항, 인덕터 및 다이오드 등의 전자 소자로 구성되는 안정회로를 포함할 수 있으며, 이때의 각 소자는 축전부에 충전되는 전하량의 손실이 최소화되도록 최대한 높은 효율을 갖는 것이 바람직하다.The rectifier may be provided with a rectifier as a means for converting an alternating current (AC) voltage into a direct current (DC) voltage according to the voltage produced. For example, it may be composed of a bridge type rectifier consisting of four diodes. In addition, it may include a stability circuit composed of electronic elements, such as resistors, inductors, and diodes for the purpose of stability, each of the elements it is desirable to have the highest efficiency so as to minimize the loss of the amount of charge charged in the power storage unit Do.

그리고, 상기 축전부는 상기 정류부에서 전달되는 전압이 충전 가능하도록 충전지(rechargeable battery) 또는 캐패시터(capacitor)로 구성된다. 캐패시터의 경우 용량은 상기 에너지 취합부(44)에서 의해 취합되는 전하량에 의해 결정될 수 있다. The power storage unit includes a rechargeable battery or a capacitor such that the voltage delivered from the rectifying unit can be charged. In the case of a capacitor, the capacity may be determined by the amount of charge collected by the energy collector 44.

한편, 상기 충전 모듈(20)은 상기 게이트웨이(10)와 전기적으로 연결되어 있어 실질적으로 상기 태양광 발전 모듈(30) 및 에너지 하베스팅 모듈(40)로부터 생산되는 전원을 상기 게이트웨이(10)로 공급하게 된다.Meanwhile, the charging module 20 is electrically connected to the gateway 10 to substantially supply power generated from the solar power module 30 and the energy harvesting module 40 to the gateway 10. Done.

즉, 상기 충전 모듈(20)은 상기 태양광 발전 모듈(30) 및 에너지 하베스팅 모듈(40)로부터 생산된 전원을 전달받아 이를 축전함과 더불어 상기 게이트웨이(10)로 전원을 공급한다. 이때, 상기 충전 모듈(20)은 상기 게이트웨이(10)가 요하는 입력 전원에 따라 그에 대응하는 전원을 공급할 수 있도록 필요에 따라 직류-직류 컨버터 내지 직류-교류 인버터를 포함할 수 있음은 당연하다.
That is, the charging module 20 receives power generated from the photovoltaic module 30 and the energy harvesting module 40 and stores the power and supplies power to the gateway 10. In this case, it is obvious that the charging module 20 may include a DC-DC converter or a DC-AC inverter as necessary to supply the corresponding power according to the input power required by the gateway 10.

이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, the preferred embodiment of the present invention has been disclosed through the detailed description and the drawings. The terms are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 게이트웨이 20 : 충전 모듈
30 : 태양광 발전 모듈 40 : 에너지 하베스팅 모듈
41 : 풍력 발전부 42 : 수력 발전부
43 : 압전 발전부 44 : 에너지 취합부10: gateway 20: charging module
30 solar power module 40 energy harvesting module
41: wind power generation unit 42: hydro power generation unit
43: piezoelectric power generation unit 44: energy collection unit

Claims (3)

삭제delete 삭제delete USN 시스템을 구축하기 위한 게이트웨이와; 태양광 에너지로부터 전원을 생산하기 위한 태양광 발전 모듈과; 풍력을 이용하여 전원을 생산하는 풍력 발전부와 수력을 이용하여 전원을 생산하는 수력 발전부와 압전소자의 진동에 의해 전원을 생산하는 압전 발전부 및 상기 풍력 발전부, 수력 발전부 및 압전 발전부로부터 생산된 전원을 취합하여 이를 충전 모듈로 전달하는 에너지 취합부를 포함하는 에너지 하베스팅 모듈; 및 상기 에너지 하베스팅 모듈 및 태양광 발전 모듈로부터 생산된 전원을 전달받아 이를 축전하며 상기 게이트웨이로 전원을 공급하기 위한 충전 모듈;을 포함하는 전원 공급장치에 있어서,
상기 풍력 발전부는,
지면에 고정 설치되는 고정부 및 원통 형상으로 상기 고정부의 상부에 결합되며 풍력에 의해 회동되도록 구성되는 회전부 및 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 발전하는 발전수단을 포함하되,
상기 회전부는, 상기 고정부로부터 회동되고 내부에는 소정의 공간이 마련되며 상부가 개방되는 본체와, 상기 본체의 외측면에 수직 방향으로 결합되고 풍향에 따라 상기 본체를 회동시켜 위치를 고정하는 고정날개와, 상기 본체의 공간 중앙에 회동되도록 설치되는 회전축, 상기 회전축의 외측면을 따라 회전축과 직각을 이루도록 방사형으로 결합되고 일단이 상기 본체의 외측까지 연장되며 상기 회전축의 외측면으로부터 각기 회동되도록 구성되는 복수의 연결프레임 및 각 연결프레임의 일단에 결합되는 회전날개로 구성되는 회전수단과, 상기 본체의 내측에서 상기 각 연결프레임에 일 부위에 수직 또는 수평 방향으로 결합되는 제1스틱 및 상기 제1스틱과 직교되며 소정의 이격 거리를 갖도록 상기 각 연결프레임에 결합되는 제2스틱으로 구성되는 방향전환스틱과, 상기 제1스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수직으로 유지하기 위해 상기 본체의 내측면의 반주가 내측으로 돌출 형성되는 제1레일 및 상기 제2스틱을 회전시켜 상기 회전날개를 수평으로 유지하기 위해 상기 제1레일의 일측부로부터 시작되어 타측부까지 형성되되 상기 제1레일보다 내측에 배치되는 제2레일로 구성되는 방향전환레일과, 상기 본체의 외측에서 상기 각 연결프레임의 일 부위에 결합되는 롤러 및 상기 롤러가 접하도록 상기 본체의 상부 외측면을 따라 돌출 형성되어 회동되는 연결프레임의 수평을 유지하는 가이드레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치.A gateway for building a USN system; A solar power module for producing power from solar energy; Wind power generation unit for generating power by using wind power and hydroelectric power generation unit for generating power using hydropower, piezoelectric power generation unit for generating power by vibration of piezoelectric element, and the wind power generation unit, hydro power generation unit and piezoelectric power generation unit An energy harvesting module including an energy harvesting unit for collecting the power generated from the power unit and transferring the generated power to the charging module; And a charging module configured to receive power generated from the energy harvesting module and the photovoltaic module and accumulate it, and to supply power to the gateway.
The wind power generation unit,
It includes a rotating part fixed to the ground and the cylindrical portion is coupled to the upper portion of the fixing portion and is configured to rotate by the wind and the power generation means for receiving the rotational force from the rotating portion,
The rotating part is rotated from the fixing part, a predetermined space therein is provided with a main body that is open at the top, and a fixed wing coupled to the outer surface of the main body in a vertical direction and fixed by rotating the main body in accordance with the wind direction And a rotating shaft installed to be rotated in the center of the space of the main body, radially coupled to form a right angle with the rotating shaft along the outer surface of the rotating shaft, and having one end extending to the outside of the main body and being rotated from the outer surface of the rotating shaft, respectively. Rotating means consisting of a plurality of connecting frames and rotary blades coupled to one end of each connecting frame, the first stick and the first stick coupled to the respective connection frame in a vertical or horizontal direction at the inside of the main body; And a second stick orthogonal to and coupled to the respective connecting frames to have a predetermined separation distance. In order to maintain the rotary blade vertically by rotating the direction stick and the first stick, the accompaniment of the inner surface of the main body and the first rail and the second stick is formed so as to rotate the rotary blade horizontally Starting direction from one side of the first rail to the other side is formed to maintain a second direction rail consisting of a second rail disposed on the inner side than the first rail, and one of the connecting frame from the outside of the main body A hybrid power supply for a multi smart gateway, characterized in that it comprises a roller coupled to the site and the guide rail for protruding along the upper outer surface of the main body so as to contact the roller to maintain the horizontal of the connecting frame is rotated Feeder.
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