KR101272968B1

KR101272968B1 - 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템

Info

Publication number: KR101272968B1
Application number: KR1020110147711A
Authority: KR
Inventors: 오명공
Original assignee: 오명공
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-06-10
Also published as: CN104011379B; CN104011379A; WO2013100283A1

Abstract

본 발명은 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템에 관한 것으로서, 지주가 지표면에서 수직하게 세워지고 그 상단에 결합부가 연장되며, 상기 지주의 상부에 모듈프레임과 다면각으로 구성된 상부원형태양광모듈 및 하부원형태양광모듈이 포함된 다면각 태양광모듈이 설치되며, 결합부에 하부볼베어링이 결합되며, 발전기가 삽입되어 설치되며, 상기 발전기의 상단에 수직축이 설치되며, 상기 수직축에 블레이드가 설치되며 그 상단에 상부볼베어링이 설치되며, 상부볼베어링 및 하부볼베어링에 반원통형으로 형성되고 일측단에 뒷날개가 형성된 역풍방지커버가 결합된 사보니우스 풍력발전기가 설치되며, 지주의 측면 둘레에 다수의 고정프레임이 배열되며 상기 고정프레임의 사이마다 수직태양광모듈이 결합된 기둥형 태양광모듈이 설치되며, 다수의 솔라셀이 직렬 연결된 다수의 태양광모듈이 병렬로 연결된 것을 특징으로 하여, 그림자음영에 대응하여 효율적인 발전이 가능하고 블레이드의 바람저항을 제거하고 바람의 밀도를 높임으로써 효율적인 발전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템 {A circular and multi-faces solar and wind power system}

본 발명은 태양광 및 풍력 발전시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 채광시간이 증감하며 그림자음영에 대응함으로써 태양광 발전효율이 증가하며, 바람의 저항력을 방지하고 바람의 밀도를 증가시킴으로써 블레이드의 회전율을 증가시켜 풍력 발전효율이 증가되는 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템에 관한 것이다.

근래에 세계적으로 태양광 및 풍력 관련제품들을 많이 접할 수 있다. 태양광모듈은 태양광의 채광으로 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하며 풍력발전기는 풍력으로 회전력을 얻어 기계적에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 것으로써 상시전원을 사용하기 위한 별도의 전기공사가 필요없으며 제품에 하자가 발생하지 않으면 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

그러나 종래의 태양광모듈은 모두 평판형으로써, 하기 첨부한 도 11을 참조하여 설명하면 평판형 태양광모듈은 하루 중 태양광 채광 시간대에 구름, 나무, 산, 건물, 또는 조류의 배설물 등에 의한 그림자음영(61)이 평판형 태양광모듈(60)의 표면에 형성되면 발전효율이 급격히 감소되며 그로 인해 채광기회를 상실하게 되어 발전이 되지 않으며, 심지어 태양광모듈 표면에 장기간 그림자음영(61)이 형성되면 솔라셀(50)에 열점(HOT SPOT)현상이 생겨 결국 태양광모듈의 고장까지 유발하게 되었다.

또한, 도 13 에 도시된 예시도를 참조하면, 건축물(67) 또는 구조물 등의 사이에 평판형 태양광모듈(60)이 설치되면 건축물에 가려져 투영음영이 모듈이 형성되어 태양광을 직접적으로 채광할 수 없으며, 일방향 평면 구조로 인해 공기 중에서 반사되어 흩어지는 적지 않은 산란일사 및 건축물 등에 반사되는 태양광(63)도 채광할 수가 없었다. 또한, 직달일사를 받을 수 있는 시간은 정오를 전후로 짧은 시간뿐이다. 이러한 고정식 태양광모듈의 단점을 보완하기 위해 이동하는 태양을 추적하기 위하여 태양광모듈이 축을 중심으로 회전하는 태양광 추적식 제품도 생산되고 있지만, 상기 태양광 추적식 또한 평판형 태양광모듈이며 회전관절이 적용되어 회전관절 반경으로 인한 넓은 공간과 상시기동소비전력과 각각의 기계적인 관절부위와 추적 컨트롤러 등에서 각종 고장이 발생될 가능성이 있다.

또한 사보니우스 풍력발전기도 도 17을 참조하여 설명하면 종래의 사보니우스 풍력발전기는 상부에 블레이드만 설치되어 바람이 불어 항력으로 밀어내어 회전할 경우 반대측 블레이드가 불어오는 바람에 저항을 받아 회전효율이 감소하게 되며 결국 발전효율의 감소로 이어진다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구름이나 구조물, 건축물 등에 의해 태양광모듈에 그림자음영이 형성되어도 분할 발전구조 및 태양광의 산란일사와 반사일사량에 의한 태양광모듈의 발전효율을 증가시키고 어느 방향에서나 태양광의 채광을 가능하게 하여 채광시간을 증가시키며, 상기와 같은 구조로 흐린 장마철이나 낮 길이가 짧은 겨울철에 평판형 태양광모듈보다 최대 40%의 더 높은 발전력을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 사보니우스 풍력발전기는 항력을 받는 블레이드의 반대측 블레이드를 바람에 의한 저항을 제거하여 회전율을 증가시켜 높은 발전력을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 지주가 지표면에서 수직하게 세워지고 그 상단에 결합부가 연장되며, 상기 지주의 상부에 모듈프레임과 다면각으로 구성된 상부원형태양광모듈 및 하부원형태양광모듈이 포함된 다면각 태양광모듈이 설치된다

또한, 결합부에 하부볼베어링이 결합되며, 발전기가 삽입되어 설치되며, 상기 발전기의 상단에 수직축이 설치되며, 상기 수직축에 블레이드가 설치되며 그 상단에 상부볼베어링이 설치되며, 상부볼베어링 및 하부볼베어링에 반원통형으로 형성되고 일측단에 뒷날개가 형성된 역풍방지커버가 결합된 사보니우스 풍력발전기가 설치된다.

또한, 지주의 측면 둘레에 다수의 고정프레임이 배열되며 상기 고정프레임의 사이마다 수직태양광모듈이 결합된 기둥형 태양광모듈이 설치된다.

또한, 다수의 솔라셀이 직렬 연결된 다수의 태양광모듈이 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템은 일출부터 일몰까지 매시간 변화하는 태양의 위치에 관계없이 다방향으로 구성된 원형 및 다면각 분할 태양광모듈에 의해 태양의 이동궤적에 따라 평활하게 태양광을 채광하여 발전이 가능하며, 사보니우스 풍력발전기에 포함된 역풍방지커버로 역풍을 차단하여 블레이드의 회전율이 상승하며 태양광모듈의 경사면을 타고 바람의 밀도가 증가하여 블레이드의 회전력이 증가되는 이점이 있다.

도 1은 전체사시도.
도 2는 전체 분해사시도.
도 3은 기둥형 태양광모듈 평단면도.
도 4는 상부원형태양광모듈 일부 분해사시도.
도 5는 하부원형태양광모듈 일부 분해사시도.
도 6은 상부원형태양광모듈 일부 정션박스 분해사시도.
도 7은 하부원형태양광모듈 일부 정션박스 분해사시도.
도 8은 모듈프레임 사시도.
도 9는 사보니우스 풍력발전기 측면도.
도 10은 모듈프레임 측면도.
도 11은 평판형 태양광모듈의 직달일사 채광 예시도.
도 12는 다면각 태양광모듈의 직달일사 채광 예시도.
도 13은 평판형 태양광모듈에 발생되는 그림자음영 예시도.
도 14은 다면각형 태양광모듈에 발생되는 그림자음영 예시도.
도 15은 평판형 태양전지모듈의 배선에 대한 예시도.
도 16는 다면각형 태양광모듈의 배선에 대한 예시도.
도 17는 종래 사보니우스 풍력발전기의 바람 경로 예시도.
도 18은 본 발명의 사보니우스 풍력발전기의 바람 경로 예시도.
도 19은 본 발명의 바람밀도 예시도.

도 1은 발전시스템의 전체사시도 이며, 도 2는 발전시스템의 전체 분해사시도 이며, 도 3은 기둥형태양광모듈의 평단면도 이며, 도 4는 상부원형태양광모듈의 일부 분해사시도 이며, 도 5는 하부원형태양광모듈의 일부 분해사시도 이며, 도 6은 상부원형태양광모듈에 포함되는 일부 정션박스 분해사시도 이며, 도 7은 하부원형태양광모듈에 포함되는 일부 정션박스 분해사시도 이며, 도 8은 모듈프레임의 사시도이며, 도 9는 사보니우스 풍력발전기의 측면도 이며, 도 10은 모듈프레임의 측면도 이며, 도 11은 평판형 태양광모듈의 태양광의 채광경로 예시도이며, 도 12는 다면각 태양광모듈의 태양광의 채광경로 예시도이며, 도 13은 평판형 태양광모듈의 표면에 그림자음영이 발생되는 예시도이며, 도 14는 다면각 태양광모듈의 표면에 그림자음영이 발생되는 예시도이며, 도 15은 평판형 태양광모듈의 직렬배선에 대한 예시도이며, 도 16는 다면각 태양광모듈의 직병렬배선에 대한 예시도이며, 도 17는 종래 사보니우스 풍력발전기의 평단면도와 바람의 이동경로 예시도이며, 도 18은 본 발명에 따른 사보니우스 풍력발전기의 평단면도와 바람의 이동경로 예시도이며, 도 19은 본 발명에 따른 발전시스템의 측면도와 바람의 밀도를 나타낸 예시도이며,

이하, 본 발명에 의한 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템의 구성은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 구성은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 지주(40)가 지면에서 수직하게 세워지며, 상기 지주(40)의 상단에 발전기(36)가 삽입될 수 있는 파이프 형태의 결합부(41)가 더 연장된다.

상기 지주(40)의 측면둘레에는 양측 길이방향으로 착탈홈(21a)이 형성된 다수의 고정프레임(21)이 일정한 간격으로 배열되어 체결수단(21b)으로 설치되며, 상기 설치된 다수의 고정프레임(21) 사이마다 다수의 솔라셀을 포함한 수직태양광모듈(22)이 결합된 기둥형태양광모듈(20)이 구성된다.

또한, 모듈프레임(150)이 지주(40)의 상부에 삽입되어 결합되며, 상기 모듈프레임(150)에 상부원형태양광모듈(110)과 하부원형태양광모듈(120)이 결합된다.

결합부(41)에는 발전기(36)와, 상기 발전기(36)의 상단에 결합된 회전축(33)과, 상기 결합부(41)에 결합되는 하부볼베어링(35)과, 상기 회전축(33)에 결합되는 상부볼베어링(34)과, 상기 회전축(33)에 삽입되어 회전축(33)과 회전하는 블레이드(31)와, 상기 회전축(33)에 삽입되며 블레이드(31)의 절반을 감싸며 상부볼베어링(34)과 하부볼베어링(35)에 결합되어 풍향에 따라 회전하며 블레이드(31)에 발생되는 역풍을 차단시키는 역풍방지커버(32)가 포함된 사보니우스 풍력발전기(30)가 결합된다.

도 4 내지 도 10 에 도시된 바를 살펴보면, 다면각 태양광모듈(10)의 구성은 상부원형태양광모듈(110)과 하부원형태양광모듈(120)과 모듈프레임(150)으로 구성된다.

상기 상부원형태양광모듈(110)의 구성을 개진하면 상부프레임(112)의 양측에 각각 길이방향으로 상부상단유리고정체(113), 상부하단유리고정체(115) 및 상부상단플랜지(114), 상부하단플랜지(116)가 결합될 수 있도록 착탈홈(112a)과 체결홈(112b)이 형성되며, 상기 상부프레임(112)이 원형으로 일정한 간격으로 다수 배열되며 내측으로 소정의 각도로 기울어지도록 구성된다. 상기 배열된 상부프레임(112)들 사이마다 사각형의 상부태양광모듈(111)이 배치되어 양끝단이 착탈홈(112a)에 결합되며, 상기 배열된 상부프레임(112)의 상단, 즉 상부태양광모듈(111)의 상단마다 다수개의 체결구(113a)가 체결홈(112b)과 동일선상의 위치에 형성되고 앞쪽에 하방으로 돌출부(113b)가 형성된 다수의 상부상단유리고정체(113)가 밀착되며, 상기 상부상단유리고정체(113)의 상단면에 밀착되어 다수개의 체결구(114a)가 상기 체결구(113a)와 동일선상의 위치에 형성되며 원형의 형태를 가지는 상부상단플랜지(114)와, 상기 배열된 상부프레임(112)의 하단, 즉 상부태양광모듈(111)의 하단마다 다수개의 체결구(115a)가 체결홈(112b)과 동일선상의 위치에 형성되고 앞쪽에 상방으로 돌출부(115b)가 형성된 다수의 상부하단유리고정체(115)가 밀착되며, 상기 상부하단유리고정체(115)의 하단면에 밀착되어 다수의 체결구(116a)가 상기 체결구(115a)와 동일선상의 위치에 형성되며 상기 체결구(116a)보다 더 안쪽으로 다수의 모듈체결구(116b)가 일정한 간격으로 형성되며 원형의 형태를 가지는 상부하단플랜지(116)와, 상기 각각의 체결구(113a)(114a)(115a)(116a)와 체결홈(112b)의 위치가 동일선상으로 일치되어 체결수단(117)에 의해 상부프레임(112)의 상단 및 하단에 상부상단유리고정체(113), 상부하단유리고정체(115) 및 상부상단플랜지(114), 상부하단플랜지(116)가 결합되도록 구성된다.

하부원형태양광모듈(120)의 구성은 하부프레임(122)의 양측에 각각 길이방향으로 하부상단유리고정체(123), 하부하단유리고정체(125) 및 하부상단플랜지(124), 하부하단플랜지(126)가 결합될 수 있도록 착탈홈(122a)과 체결홈(122b)이 형성되며, 상기 하부프레임(122)이 원형으로 일정한 간격으로 다수 배열되며 내측으로 소정의 각도로 기울어지도록 구성된다. 상기 배열된 하부프레임(122)들 사이마다 사각형의 하부태양광모듈(121)이 배치되어 양끝단이 착탈홈(122a)에 결합되며, 상기 배열된 하부프레임(122)의 상단, 즉 하부태양광모듈(121)의 상단마다 다수개의 체결구(123a)가 체결홈(122b)과 동일선상의 위치에 형성되고 앞쪽에 하방으로 돌출부(123b)가 형성된 다수의 하부상단유리고정체(123)가 밀착되며, 상기 하부상단유리고정체(123)의 상단면에 밀착되어 다수의 체결구(124a)가 상기 체결구(123a)와 동일선상의 위치에 형성되며 상기 체결구(124a)보다 더 안쪽으로 다수의 모듈체결구(124b)가 일정한 간격으로 형성되며 원형의 형태를 가지는 하부상단플랜지(124)와, 상기 배열된 하부프레임(122)의 하단, 즉 하부태양광모듈(121)의 하단마다 다수개의 체결구(125a)가 체결홈(122b)과 동일선상의 위치에 형성되고 앞쪽에 상방으로 돌출부(125b)가 형성된 다수의 하부하단유리고정체(125)가 밀착되며, 상기 하부하단유리고정체(125)의 하단면에 밀착되어 다수개의 체결구(126a)가 상기 체결구(125a)와 동일선상의 위치에 형성되며 상기 체결구(126a)보다 더 안쪽으로 다수의 모듈체결구(126b)가 일정한 간격으로 형성되며 원형의 형태를 가지는 하부하단플랜지(126)와, 상기 각각의 체결구(123a)(124a)(125a)(126a)와 체결홈(122b)의 위치가 동일선상으로 일치되어 체결수단(127)에 의해 하부프레임(122)의 상단 및 하단에 하부상단유리고정체(123), 하부하단유리고정체(125) 및 하부상단플랜지(124), 하부하단플랜지(126)가 결합되도록 구성된다.

상부원형태양광모듈(110)에 포함되는 상부상측정션박스(130)는 사각박스 형태를 가지며 내부에 단자대와 선 인입구가 형성되며 양측단 중앙에 다수의 박스체결구(130a)와 네귀퉁이 부분에 각각 커버체결구(130b)가 형성되어 상부프레임(112)의 상부에 형성된 다수의 체결구(112c)와 박스체결구(130a)를 통해 체결수단(134)으로 결합되며, 상기 상부상측정션박스(130)에 사각형태를 가지며 네귀퉁이 부분에 커버체결구(130b)와 결합이 가능한 체결구(131a)가 형성된 커버(131)가 체결수단(134)으로 결합된다.

또한, 상부하측정션박스(132)는 사각박스 형태를 가지며 내부에 단자대와 선 인입구가 형성되며 양측단 중앙에 다수의 박스체결구(132a)와 네귀퉁이 부분에 각각 커버체결구(132b)가 형성되어 상부프레임(112)의 하부에 형성된 다수의 체결구(112c)와 박스체결구(132a)를 통해 체결수단(134)으로 결합되며, 상기 상부하측정션박스(132)에 사각형태를 가지며 네귀퉁이 부분에 커버체결구(132b)와 결합이 가능한 체결구(133a)가 형성된 커버(133)가 체결수단(134)으로 결합된다.

하부원형태양광모듈(120)에 포함되는 하부상측정션박스(140)는 사각박스 형태를 가지며 내부에 단자대와 선 인입구가 형성되며 양측단 중앙에 다수의 박스체결구(140a)와 네귀퉁이 부분에 각각 커버체결구(140b)가 형성되어 하부프레임(122)의 상부에 형성된 다수의 체결구(122c)와 박스체결구(140a)를 통해 체결수단(144)으로 결합되며, 상기 하부상측정션박스(140)에 사각형태를 가지며 네귀퉁이 부분에 커버체결구(140b)와 결합이 가능한 체결구(141a)가 형성된 커버(141)가 체결수단(144)으로 결합된다.

또한, 하부하측정션박스(142)는 사각박스 형태를 가지며 내부에 단자대와 선 인입구가 형성되며 양측단 중앙에 다수의 박스체결구(142a)와 네귀퉁이 부분에 각각 커버체결구(142b)가 형성되어 하부프레임(122)의 하부에 형성된 다수의 체결구(122c)와 박스체결구(142a)를 통해 체결수단(144)으로 결합되며, 상기 하부하측정션박스(142)에 사각형태를 가지며 네귀퉁이 부분에 커버체결구(142b)와 결합이 가능한 체결구(143a)가 형성된 커버(143)가 체결수단(144)으로 결합된다.

모듈프레임(151)의 구성은 상부에 원형으로 구성되며 다수의 모듈체결구(151a)가 일정한 간격으로 형성된 상부원형프레임(151)이 위치하며, 그 중심에 상부고정파이프(153)가 위치하며, 상기 상부고정파이프(153)를 중심으로 상부원형프레임(151)까지 바퀴살 형태의 상부가로프레임(152)이 부착된다. 또한, 하부에 상부원형프레임(151) 보다 직경이 크며 다수의 모듈체결구(154a)가 일정한 간격으로 형성된 하부원형프레임(154)이 위치하며, 그 중심에 하부고정파이프(156)가 위치하며, 상기 하부고정파이프(156)를 중심으로 하부원형프레임(154)까지 바퀴살 형태의 하부가로프레임(155)이 부착된다. 상기 상부가로프레임(155) 및 하부가로프레임(155)에 다수의 수직프레임(157)이 수직하게 부착되어 모듈프레임(150)을 견고하게 만들어준다.

상기와 같이 구성된 모듈프레임(150)의 상부원형프레임(151)과 하부원형프레임(154) 사이에 하부원형태양광모듈(120)이 위치하며, 상기 상부원형프레임(151)의 상단에 상부원형태양광모듈(110)이 위치한다. 상기 상부원형태양광모듈(110)에 포함된 상부하단플랜지(116)에 형성된 모듈체결구(116b)와 상부원형프레임(151)에 형성된 모듈체결구(151a)와 하부원형태양광모듈(120)에 포함된 하부상단플랜지(124)에 형성된 모듈체결구(124b)로 체결수단(158)에 의해 결합되며, 하부원형태양광모듈(120)에 포함된 하부하단플랜지(126)에 형성된 모듈체결구(126b)와 하부원형프레임(154)에 형성된 모듈체결구(154a)로 체결수단(158)에 의해 결합된다.

사보니우스 풍력발전기(30)의 구성을 개진하면 결합부(41)의 외면에 하부볼베어링(35)이 설치되며, 상기 결합부(41)에 발전기(36)의 고정자(36b)가 삽입되어 설치되며, 상기 발전기(36)의 회전자(36a) 상단에 회전축(33)이 수직하게 설치된다. 상기 회전축(33)에는 블레이드(31)가 설치되며, 상기 회전축(33)의 상단에 상부볼베어링(34)이 설치된다. 또한, 반원통형으로 형성되고 후방에 방향조정이 가능한 뒷날개가 형성된 역풍방지커버(32)가 상부볼베어링(34)과 하부볼베어링(35)에 각각 상단과 하단이 설치되며, 상기와 같은 구성으로 볼베어링에 설치된 역풍방지커버(32)는 블레이드(31)와는 별개로 회전할 수 있으며 풍향에 따라 방향을 움직이며 블레이드에 불어오는 역풍을 방지한다.

상기와 같은 구성으로 도 12에 도시된 바를 참조하여 본 발명에 따른 태양광모듈의 채광에 대해 설명하면 도 11에 도시된 평판형 태양광모듈(60)과 달리 다면각 태양광모듈(10)은 건축물(67)이나 그 밖의 구조물 등에 둘러싸여 태양광(63)의 직달일사량이 적더라도 건축물(67)이나 구조물 등에 반사되거나 공기 중에서 사방으로 흩어지는 산란일사에 의해 일방향이 아닌 다방향에서 태양광(63)의 채광이 가능하다.

또한, 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같이 동급의 평판형 태양광모듈(60)과 다면각 태양광모듈(10)의 표면에 같은 조건의 그림자음영이 발생할 시 하나의 모듈로 구성되어 있는 평판형 태양광모듈(60)은 그림자음영(61)으로 인해 발전효율이 급격히 감소하게 된다. 반면 다면각 태양광모듈(10)은 다면각 구조로 태양광모듈이 분할되어 있어 일부 태양광모듈은 그림자음영(63)에 의해 발전율이 감소되나 그림자음영(63)이 발생되지 않은 나머지 태양광모듈은 정상적인 발전을 하게 된다. 상기와 같은 조건이 발생되면 다면각 태양광모듈(10)이 평판형 태양광모듈(60)보다 우수한 발전효율을 갖는다.

즉, 도 15 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 평판형 태양광모듈(60)은 모든 솔라셀이(50) 도체(51)로 직렬 연결되어 하나 또는 두개의 모듈로 구성되어 있으며, 그와 달리 다면각 태양광모듈(10)은 다수의 모듈로 분할되며 분할된 각각의 모듈은 다수의 솔라셀(50)이 포함되며 상기 솔라셀(50)은 도체(51)로 직렬 연결되며, 상기 직렬 연결로 구성된 각각의 모듈은 도체(51)로 병렬 연결된다. 상기와 같은 구성으로 평판형 태양광모듈(60)은 솔라셀(50)의 직렬 연결로 인해 일부 솔라셀(50)이 발전이 되지 않으면 모듈 전체에 영향을 미치게 되지만, 다면각 태양광모듈(10)은 직렬 연결된 하나 또는 두 개 정도의 모듈이 발전되지 않더라도 병렬 연결된 다른 모듈에는 영향을 미치지 않아 평판형 태양광모듈보다 상대적으로 효율적인 발전이 가능하다.

도 18에 도시된 바를 참조하여 본 발명에 따른 사보니우스 풍력발전기(30)를 설명하면 종래의 사보니우스 풍력발전기와 동일하게 블레이드(31)의 일측에 바람에 의한 항력이 발생하면 회전축(33)을 중심으로 회전을 하게 되는데 상기 블레이드(31)를 반원통형으로 감싸는 구조의 역풍방지커버(32)에 의해 블레이드(31)의 타측으로 불어오는 바람은 역풍방지커버(32)의 곡면을 타고 측면으로 흘러가서 회전하는 블레이드(31)는 역풍을 받지 않아 어떠한 저항도 발생하지 않기 때문에 종래의 사보니우스 풍력발전기처럼 회전율이 감소되는 일이 없다.

또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 다면각 태양광모듈(10)의 상단에 위치한 사보니우스 풍력발전기(30)는 바람이 다면각 태양광모듈(10)의 경사면을 타고 올라가서 수평으로 불어오는 바람과 융합되어 바람의 밀도가 상승하게 되며 기존 바람의 밀도보다 높아진 고밀도의 바람이 블레이드(31)에 항력을 발생시켜 그에 비례하여 블레이드(31)의 회전력이 증가하여 사보니우스 풍력발전기(30)의 발전율이 상승하게 된다.

10 : 다면각 태양광모듈 10a : 태양광모듈
20 : 기둥형 태양광모듈 21 : 고정프레임 21a : 착탈홈 21b : 체결수단
22 : 수직태양광모듈
30 : 사보니우스 풍력발전기 31 : 블레이드 32 : 역풍방지커버
33 : 회전축 34 : 상부볼베어링 35 : 하부볼베어링
36 : 발전기 36a : 회전자 36b : 고정자
40 : 지주 41 : 결합부
50 : 솔라셀 51 : 도체
60 : 평판형 태양광모듈 61 : 그림자음영 62 : 태양 63 : 태양광
64 : 바람 65 : 블레이드 66 : 회전축 67 : 건축물
110 : 상부원형태양광모듈 111 : 상부태양광모듈
112 : 상부프레임 112a : 착탈홈 112b : 체결홈
113 : 상부상단유리고정체 113a : 체결구 113b : 돌출부
114 : 상부상단플랜지 114a : 체결구
115 : 상부하단유리고정체 115a : 체결구 115b : 돌출부
116 : 상부하단플랜지 116a : 체결구 116b : 모듈체결구
117 : 체결수단
120 : 하부원형태양광모듈 121 : 하부태양광모듈
122 : 하부프레임 122a : 착탈홈 122b : 체결홈
123 : 하부상단유리고정체 123a : 체결구 123b : 돌출부
124 : 하부상단플랜지 124a : 체결구 124b : 모듈체결구
125 : 하부하단유리고정체 125a : 체결구 125b : 돌출부
126 : 하부하단플랜지 126a : 체결구 126b : 모듈체결구
127 : 체결수단
130 : 상부상측정션박스 130a : 박스체결구 130b : 커버체결구
131 : 커버 131a : 체결구
132 : 상부하측정션박스 132a : 박스체결구 132b : 커버체결구
133 : 커버 133a : 체결구
134 : 체결수단
140 : 하부상측정션박스 140a : 박스체결구 140b : 커버체결구
141 : 커버 141a : 체결구
142 : 하부하측정션박스 142a : 박스체결구 142b : 커버체결구
143 : 커버 143a : 체결구
144 : 체결수단
150 : 모듈프레임
151 : 상부원형프레임 151a : 모듈체결구
152 : 상부가로프레임
153 : 상부고정파이프 153a : 고정수단
154 : 하부원형프레임 154a : 모듈체결구
155 : 하부가로프레임
156 : 하부고정파이프 156a : 고정수단
157 : 수직프레임
158 : 체결수단

Claims

지면에서 수직하게 세워지며 상단에 파이프 형태의 결합부(41)가 연장되는 지주(40)와;
상기 지주(40)의 상부에 설치되도록 고정수단(153a)이 구비된 상부고정파이프(153) 및 고정수단(156a)이 구비된 하부고정파이프(156)가 구성되며, 상기 상부고정파이프(153)에서 바퀴살 형태로 형성된 다수의 상부가로프레임(152)과, 상기 다수의 상부가로프레임(152) 끝단이 원형으로 연결 구성되며 일정한 간격으로 모듈체결구(151a)가 형성된 상부원형프레임(151)과, 상기 하부고정파이프(156)에서 바퀴살 형태로 형성된 다수의 하부가로프레임(155)과, 상기 다수의 하부가로프레임(155) 끝단에 원형으로 연결 구성되며 일정한 간격으로 모듈체결구(154a)가 형성된 하부원형프레임(154)과, 상기 상부가로프레임(152)과 하부가로프레임(155)에 수직하게 연결되는 다수의 수직프레임(157)을 포함하는 모듈프레임(150)과,
상기 모듈프레임(150)의 상부에 결합되며, 양측에 길이방향으로 착탈홈(112a)과 체결홈(112b)이 형성되며 후면 상부 및 하부에 다수의 체결구(112c)가 형성되며 수직하게 구성되어 후방으로 소정의 각도로 기울어져 원형으로 일정한 간격을 갖고 배열된 다수의 상부프레임(112)과, 상기 배열된 상부프레임(112)의 착탈홈(112a)에 양측단이 끼워진 상부태양광모듈(111)과, 상기 상부태양광모듈(111)의 상단에 위치하고 상기 상부프레임(112)의 상단에 설치되도록 다수의 체결구(113a)가 형성되며 앞측에 하방으로 돌출부(113b)가 형성된 다수의 상부상단유리고정체(113)와, 상기 상부상단유리고정체(113)의 상단에 밀착되어 설치되도록 다수의 체결구(114a)가 형성되며 원의 형태를 갖는 상부상단플랜지(114)와, 상기 상부프레임(112)의 하단에 설치되도록 다수의 체결구(115a)가 형성되며 앞측에 상방으로 돌출부(115b)가 형성된 다수의 상부하단유리고정체(115)와, 상기 상부하단유리고정체(115)의 하단에 밀착되어 설치되도록 다수의 체결구(116a)가 형성되며 상부원형프레임(151)과 결합되도록 안측으로 다수의 모듈체결구(116b)가 일정한 간격으로 형성되며 원의 형태를 갖는 상부하단플랜지(116)와, 상기 상부프레임(112)의 후면 상부에 형성된 체결구(112c)에 결합되도록 다수의 박스체결구(130a)가 형성되며 귀퉁이에 다수의 커버체결구(130b)가 형성되며 내부에 단자대 및 인입구가 형성된 상부상측정션박스(130)와, 상기 상부상측정션박스(130)에 결합되도록 체결구(133a)가 형성된 커버(133)와, 상기 상부프레임(112)의 후면 하부에 형성된 체결구(112c)에 결합되도록 다수의 박스체결구(132a)가 형성되며 귀퉁이에 다수의 커버체결구(130b)가 형성되며 내부에 단자대 및 인입구가 형성된 상부하측정션박스(132)로 구성된 상부원형태양광모듈(110)과,
상기 모듈프레임(150)의 하부에 결합되며, 양측에 길이방향으로 착탈홈(122a)과 체결홈(122b)이 형성되며 후면 상부 및 하부에 다수의 체결구(122c)가 형성되며 수직하게 구성되어 후방으로 소정의 각도로 기울어져 원형으로 일정한 간격을 갖고 배열된 다수의 하부프레임(122)과, 상기 배열된 하부프레임(122)의 착탈홈(122a)에 양측단이 끼워진 하부태양광모듈(121)과, 상기 하부태양광모듈(121)의 상단에 위치하고 상기 하부프레임(122)의 상단에 설치되도록 다수의 체결구(123a)가 형성되며 앞측에 하방으로 돌출부(123b)가 형성된 다수의 하부상단유리고정체(123)와, 상기 하부상단유리고정체(123)의 상단에 밀착되어 설치되도록 다수의 체결구(124a)가 형성되며 상부원형프레임(151)과 결합되도록 안측으로 다수의 모듈체결구(124b)가 일정한 간격으로 형성되며 원의 형태를 갖는 하부상단플랜지(124)와, 상기 하부프레임(122)의 하단에 설치되도록 다수의 체결구(125a)가 형성되며 앞측에 상방으로 돌출부(125b)가 형성된 다수의 하부하단유리고정체(125)와, 상기 하부하단유리고정체(125)의 하단에 밀착되어 설치되도록 다수의 체결구(126a)가 형성되며 하부원형프레임(154)과 결합되도록 안측으로 다수의 모듈체결구(126b)가 일정한 간격으로 형성되며 원의 형태를 갖는 하부하단플랜지(126)와, 상기 하부프레임(122)의 후면 상부에 형성된 체결구(122c)에 결합되도록 다수의 박스체결구(140a)가 형성되며 귀퉁이에 다수의 커버체결구(140b)가 형성되며 내부에 단자대 및 인입구가 형성된 하부상측정션박스(140)와, 하부프레임(122)의 후면 하부에 형성된 체결구(122c)에 결합되도록 다수의 박스체결구(142a)가 형성되며 귀퉁이에 다수의 커버체결구(142b)가 형성되며 내부에 단자대 및 인입구가 형성된 하부하측정션박스(142)로 구성된 하부원형태양광모듈(120)을 포함하는 다면각 태양광모듈(10)과;
결합부(41)의 외측에 결합된 하부볼베어링(35)과, 상기 결합부(41)에 삽입되어 설치되는 발전기(36)와, 상기 발전기(36)의 상단에 설치되는 회전축(33)과, 상기 회전축(33)에 설치되어 다수의 수직 곡면을 가진 블레이드(31)와, 상기 회전축(33)의 상부에 결합되는 상부볼베어링(34)과, 상기 상부볼베어링(34)에 상단이 부착되며 상기 하부볼베어링(35)에 하부가 부착되며 반원통형으로 형성되며 일측단에 뒷날개가 형성된 역풍방지커버(32)로 구성된 사보니우스 풍력발전기(30)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템
제 1항에 있어서,
상기 지주(40)의 측면 둘레에 일정한 간격으로 설치되며 세로로 하나 또는 둘 이상의 열로 구성되며 양측에 길이방향으로 착탈홈(21a)이 형성된 다수의 고정프레임(21)과, 상기 고정프레임(21)의 착탈홈(21a)에 끼워지는 다수의 수직태양광모듈(22)로 구성된 기둥형 태양광모듈을 더 포함하는 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템
제 1항에 있어서,
상기 다면각 태양광모듈(10)은 다수의 솔라셀(50)이 도체(51)로 직렬 연결된 것을 포함하는 다수의 태양광모듈(10a)로 구성되며, 상기 다수의 태양광모듈(10a)이 도체(51)로 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 원형 및 다면각 분할 태양광 및 풍력 융합 발전시스템