KR101294950B1 - 태양열 발전기 겸용 풍력발전기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양열 발전기 겸용 풍력발전기에 관한 것으로서, 이동가능한 베이스 탱크(80)에 수직 지지프레임(55)을 설치하고 좌우 한쌍의 집열판(10)을 힌지축(62)에 의해 회전가능하게 수직 지지프레임(55)에 부착함으로써 좌우 한쌍의 집열판(10)을 서로 다른 방향을 보게 하여 풍력발전의 날개로 변환하고 서로 같은 방향을 보면서 태양 고도를 추적할 수 있도록 하여 태양열 발전기로 변환하여 사용함으로써 방향이 고정되지 않은 해상부유시설, 긴급재해지역이나 일시적으로 전기나 온수가 필요한 곳, 이동하는 선박, 자동차 등의 이동체와 일반 가정이나 공장, 빌딩 등에서도 낮에는 태양열발전을 하고 밤에는 풍력발전이 가능하게 하여 풍력발전 및 태양열발전을 겸용함으로써 태양이 없는 야간에도 발전이 가능하게 하여 전력공급이 끊김이 없이 안정적으로 전력 공급을 가능하게 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양열 발전기 겸용 풍력발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용량의 확대가 쉽고 이동가능하며 하절기의 태고, 풍저와 동절기의 태저,풍고에 따라 기능을 변환하여 발전하는 태양열과 풍력 일체형의 태양추적식 가변형 발전기로 제어할 수 있는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기에 관한 것이다. 즉, 태양열 발전은 태양광 발전에 비해 단위면적당 에너지 전환 효율이 높고, 동절기와 하절기간의 일조량과 풍량의 차이가 있으며, 이때 필요한 에너지의 소비 형태가(냉방, 난방) 다름으로 이를 위하여 효율이 높고 변환이 쉬운 장치가 요구되는데, 이에 따라 태양열 발전에 필요한 물 저장장치를 지지대로 이용하여 경제적으로 이동가능하며, 주간에 태양추적식 센스는 방향과 일조량 두 기능을 가짐으로써 이를 이용 낮 시간 흐린 날씨에도 풍력모드 전환이 가능하여 장치 전체의 가동율을 높이는 태양열 및 풍력 일체식 발전 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.
셰계적으로 계속되는 경제성장에 따라 점차 석유자원의 고갈이 우려되면서 자연으로부터 무한히 얻을 수 있고 오염의 우려가 없는 친환경적인 에너지인 태양광과 태양열 및 풍력을 이용한 다양한 발전장치와 발전방법이 개발되고 있다.
검은색 종이에 볼록렌즈의 초점을 집중시키면 구멍이 뚫리거나 불이 붙는다. 이러한 실험에 의해 햇빛을 모으는 것만으로도 물건을 태울 정도로 높은 열에너지가 발생한다는 것을 알 수 있다.
태양 에너지를 활용하는 방법은 둥그런 반사경이나 헬리오스탯(heliostat:일광 반사 장치)이라 불리는 컴퓨터 유도 반사경을 이용해 증기를 만들어 그 증기로 발전기 터빈을 회전시켜 전기를 얻는 방법이 있고, 실리콘 같은 반도체로 만든 태양 전지판을 이용해 바로 전력을 생산하는 방법이 있다.
이러한 태양 에너지를 활용하는 방법은 태양이 없는 야간이나 흐린 날씨에는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 풍력 발전은 불어오는 바람이 풍력발전기의 회전날개를 회전시켜 회전하는 날개의 회전력이 발전기를 작동함으로서 전기에너지를 얻을 수 있도록 하는 것이다.
그러므로 태양이 없는 야간이나 흐린 날씨에는 풍력발전으로 전기를 생산하여 태양 발전을 보완하면 태양광 발전과 태양열 발전 및 풍력을 이용한 발전 장치를 각각 단독으로 이용하는 경우에 비해 발전 효율을 증가시킬 수 있는 잇점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 한국공개특허 제10-2010-0125002호에 발명의 명칭: "태양광과 태양열 및 풍력을 이용한 복합발전장치"가 도 1에 도시된 바와 같이 일조의 유무나 바람의 유무에 의해 구애받음이 없이 지속적인 발전이 가능한 복합 발전장치를 제공하기 위해 개시된다.
이 종래의 기술에 의한 태양광과 태양열 및 풍력을 이용한 복합 발전장치는 상하로 일정거리 이격되어 마주보는 호상의 가이드 한 쌍과 상기 가이드의 사이에 수직으로 세워지는 지지대와 상기 지지대에 상하 및 좌우로 배열되는 다수의 태양전지셀로 이루어진 태양광발전부(1);와 편광렌즈로 이루어진 집열기와 상기 집열기를 통해 집중된 태양열이 조사되고 내부에는 물이 흐르는 가열관과 상기 가열관을 통해 가열된 물을 저장하는 증기탱크와 상기 증기탱크에 모여진 증기를 공급받아 회전하는 터빈을 포함하는 터빈발전기로 이루어진 태양열발전부(2);와 회전날개가 결합된 회전축과 상기 회전축에 결합된 풍력발전기로 이루어진 풍력발전부(3); 및 상기 태양광발전부(1)와 태양열발전부(2) 및 풍력발전부(3)에서 생산된 전력을 공급받아 저장하는 축전지(4)로 이루어진다.
이 종래의 기술에 의한 일조의 유무나 바람의 유무에 의해 구애받음이 없이 지속적인 발전이 가능하도록 태양광 발전과 태양열 발전 및 풍력을 이용한 발전이 가능한 복합 발전장치를 개시하지만, 태양열발전장치 및 풍력발전장치가 일체형으로 되지 않고 태양광 발전부와 태양열 발전부 및 풍력 발전부를 조합한 장치이므로 규모가 크고 중량이 무거워 이동하기 위해 에너지 소비가 과다하여 선박이나 자동차 등의 이동체에 사용하기 부적합하고 여러장치가 조합되어 복잡하고 부품의 사용량이 많아 생산비용이 높아서 경제적이지 못한 단점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 태양열발전장치 및 풍력발전장치가 일체형으로 되어 주간에 태양광으로 발전하고 센서를 통하여 일조량이 적은 주간 시간에도 풍력으로 전환하여 가동율 및 발전 효율을 높일 수 있고, 야간에 풍력으로 발전하도록 발전기능을 변환할 수 있는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 좌우 한쌍의 집열판을 야간에는 서로 다른 방향을 보게 하여 풍력발전기의 날개로 사용하고 태양이 있는 주간에는 함께 태양을 바라보게 하여 풍력발전 및 태양열발전을 겸용함으로써 낮에는 태양열발전을 하고 밤에는 풍력발전이 가능하게 하여 태양이 없는 야간에도 발전이 가능하여 전력공급이 끊김이 없이 안정적으로 전력을 공급할수 있는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동가능한 베이스 탱크에 좌우 한쌍의 집열판을 힌지축에 의해 회전가능하게 설치하여 태양을 추적할 수 있도록 하여 방향이 고정되지 않은 해상부유시설, 긴급재해지역이나 일시적으로 전기나 온수가 필요한 곳, 선박이나 차량 등의 이동체에도 설치하여 태양을 쫓아가면서 전력이나 온수를 생산하여 제공할 수 있는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기는 태양열을 받아 수증기 변환부로 집열하는 좌우 한쌍의 집열판과; 상기 수증기 변환부에서 발생된 수증기를 증기 터빈부로 공급하고 상기 수증기 변환부에 물을 공급하는 물/수증기 공급관과; 태양빛을 감지하여 태양을 추적하는 태양 추적센서와; 상기 물/수증기 공급관으로부터 수증기를 공급받아 발전하는 증기터빈부와; 상기 좌우 한쌍의 집열판을 지지하는 수평 지지프레임과; 상기 수평 지지프레임에 설치되어 상기 좌우 한쌍의 집열판을 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 풍력발전용 날개 또는 태양열 발전 집열판으로 변환하도록 하거나 태양 고도추적 신호에 따라 태양의 고도를 따라 상기 좌우 한쌍의 집열판을 상부 또는 하부 방향으로회전시키는 모드변환 및 태양 고도추적장치와; 상기 태양 추적센서로부터 태양 추적신호를 받아 태양을 추적하고, 풍력발전시에 회전력을 발전기로 제공하는 태양추적 및 발전장치와; 상기 수평 지지프레임을 지지하고 내부에 물을 저장하여 상기 물/수증기 공급관에 물을 공급하는 수직 지지프레임과; 상기 수직 지지프레임을 바닥에 지지함과 동시에 물을 공급하는 베이스 탱크와; 상기 태양 추적센서와 태양 고도센서로부터 신호를 입력받아 모드변환 및 태양 고도추적장치와 태양추적 및 발전장치를 제어하여 상기 좌우 한쌍의 집열판이 태양의 고도와 태양의 경도 위치를 따라 가도록 하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 수증기 변환부는 물/수증기 공급관의 물공급관에 연결되어 상기 물공급관에서 유입되는 물을 집열판으로부터 반사되어 입사되는 태양열과 빛에 의해 수증기로 변환하여 물/수증기 공급관의 수증기 공급관으로 배출하는 달팽이관과; 상기 달팽이관을 덮어 보호하는 보호커버와; 상기 보호커버의 전면에 설치되어 태양의 고도를 감지하는 태양고도 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 증기 터빈부에서 발전에 사용된 수증기는 수직 지지프레임으로 다시 되돌아 오고, 하강 수직부에 형성된 다수의 수증기 배출공를 통해 수직 지지프레임 내부로 배출되어 상기 수직 지지프레임에 저장된 물에 의해 식혀지면서 물로 변환되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 수직 지지프레임 내부에 저장된 물은 다수의 수증기 배출공에서 배출되는 수증기의 압력에 의해 물공급관의 흡입부를 통해 다시 수증기 변환부에 공급되어 소순환을 하게 되도록 구성되는 것을특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 소순환에 의해 수직 지지프레임 내부에 저장된 온수는 온수 펌프에 의해 베이스 탱크로 배출되어 저장되고, 베이스 탱크에 저장되어 있는 냉수는 냉수관를 통해 수직 지지프레임에 공급되어 저장되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 태양추적센서는 정삼각뿔 형태로 형성되는 센서몸체와; 상기 센서몸체의 3개의 면에 부착되는 포토 셀을 포함하여 구성되고, 상기 센서몸체의 밑면은 수직 지지프레임의 윗면에 연결되는 물/수증기 공급관에 부착되는 지지기둥에 고정되어 지지되고, 상기 좌,우측 포토셀에서 발생된 전기는 제어부에서 비교되어 태양의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 좌,우측 수평 지지프레임은 수직 지지프레임이 삽입되어 회전가능하게 지지되는 브라켓의 좌우 측면에 설치된 웜휠기어에 결합수단에 의해 고정되고 고도 추적모터에서 인가되는 회전력을 상기 고도추적 웜휠기어로부터 전달받아 상부 또는 하부 방향으로 회전하여 태양의 고도를 추적하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 제어부는 수증기 변환부의 전면에 설치된 태양 고도센서로부터 신호를 입력받아 태양의 고도각을 판단하고 고도 추적모터를 구동하여 좌,우측 집열판을 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 태양의 고도와 같아지도록 수정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 제어부는 태양 고도센서의 광량 신호가 기준신호 이하의 값으로 입력되는 경우 태양열 발전이 불가능한 것으로 판단하여 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드로 변환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 제어부는 태양 고도센서의 광량 신호가 기준신호 이하의 값으로 입력되는 경우 태양열 발전이 불가능한 것으로 판단하여 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드로 변환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 제어부는 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드로 변환시에 좌,우측 집열판을 각각 수평선과 수직이 되도록 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 좌,우측 집열판이 서로 반대의 방향을 바라보게 하여 바람의 풍향에 따라 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 태양추적 및 발전장치는 수직 지지프레임에 끼워져 고정되는 고정 원통부와; 상기 수직 지지프레임에 끼워져 상기 고정 원통부 위에 회전가능하게 설치되고 브라켓에 부착되어 상기 브라켓의 회전력을 태양추적기어로 전달하는 회전링 클러치와; 상기 회전링 클러치에 끼워져 고정되어 회전력을 전달받아 발전기를 회전시키고 태양추적모터로부터 태양추적 웜축기어를 통해 회전력을 전달받아 회전하는 태양추적기어와; 상기 좌측 고도추적 웜휠기어의 회전에 따라 유압을 발생시키는 유압장치와; 상기 유압장치에서 유압을 받아 상기 회전링 클러치를 상기 고정 원통부에 고정시키는 다수의 유압 브레이크와; 상기 유압장치에서 유압을 받아 상기 회전링 클러치를 상승시켜 태양추적장치와 태양추적기어를 분리시키는 승강 유압실린더와; 상기 태양추적기어에 맞물리는 발전기어를 통해 회전력을 전달받아 발전하는 풍력발전기로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드 또는 그 반대로의 변환시에 제어부는 좌,우측고도 추적모터를 회전시키고 그 회전력에 의해 좌측 고도추적 웜휠기어가 회전함에 따라 유압장치에서 발생하는 유압을 받아 다수의 유압 브레이크는 회전링 클러치를 고정시킨 후, 상기 승강 유압실린더가 유압을 받아 원추형 승강부를 상승시키도록 제어하고, 상기 원추형 승강부의 상승에 의해 태양추적장치의 선단롤러를 바깥방향으로 밀어내어 태양추적 웜축기어를 태양추적기어에서 떨어지게 하여 분리하고 태양추적장치의 하부는 안쪽으로 회전하여 태양추적모터가 상부 클러치스위치를 누르게 되어 상부클러치에 공급되는 유압을 차단하여 클러치 작용이 해제되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 이동가능한 베이스 탱크에 지지프레임을 설치하고 좌우 한쌍의 집열판을 힌지축에 의해 회전가능하게 지지프레임에 부착함으로써 한쌍의 집열판을 서로 다른 방향을 보게 하여 풍력발전의 날개로 변환하고 서로 같은 방향을 보면서 태양 고도를 추적할 수 있도록 하여 방향이 고정되지 않은 해상부유시설, 긴급재해지역이나 일시적으로 전기나 온수가 필요한 곳, 이동하는 선박, 자동차 등의 이동체와 일반 가정이나 공장, 빌딩 등에서도 낮에는 태양열발전을 하고 밤에는 풍력발전이 가능하여 기기의 가동율을 높여 태양이 없는 야간에도 끊김이 없이 전력 공급이 가능하여 에너지 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 태양광과 태양열 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 구성을 나타내는 블록도,
2a는 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 태양열 발전모드로 변환시의 구성을 나타내는 사시도,
도 2b는 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 풍력 발전기 모드로 변환시의 사시도,
도 3a는 본 발명에 의한 수증기 변환부의 사시도,
도 3b는 본 발명에 의한 수증기 변환부의 보호커버를 내부에 설치된 달팽이관의 사시도,
도 3c는 본 발명에 의한 수증기 변환부의 달팽이관을 뒤에서 바라본 사시도,
도 4a는 본 발명에 의한 태양고도 센서가 수증기 변환부의 전면에 설치된 상태를 나타내는 확대도,
도 4b는 본 발명에 의한 태양고도 센서가 태양의 고도를 센싱하는 동작을 설명하는 설명도,
도 5a는 본 발명에 의한 수증기 변환부와 물/수증기 공급관의 좌측 부분을 분리하여 나타내는 사시도,
도 5b는 본 발명에 의한 수직 지지프레임과 베이스 탱크 사이에 물을 교환하는 배관과 펌프,
도 6a와 도 6b는 본 발명에 의한 태양추적센서의 전면과 후면에서 바라본 사시도,
도 7a는 본 발명에 의해 수직 지지프레임에 설치된 모드변환 및 태양 고도추적장치의 사시도,
도 7b는 모드변환 및 태양 고도추적장치를 수직 지지프레임에서 분리하여 나타내는 사시도,
도 8a는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치가 수직프레임에 설치된 상태를 태양추적모터 쪽에서 바라본 사시도,
도 8b는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 발전기 쪽에서 바라본 사시도,
도 8c는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치의 유압장치에 의해 유압실린더가 상승한 상태를 나타내는 사시도,
도 9a는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 분리하여 나타낸 사시도,
도 9b는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 분리하여 상부클러치와 함께 나타낸 사시도이다.
2a는 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 태양열 발전모드로 변환시의 구성을 나타내는 사시도,
도 2b는 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 풍력 발전기 모드로 변환시의 사시도,
도 3a는 본 발명에 의한 수증기 변환부의 사시도,
도 3b는 본 발명에 의한 수증기 변환부의 보호커버를 내부에 설치된 달팽이관의 사시도,
도 3c는 본 발명에 의한 수증기 변환부의 달팽이관을 뒤에서 바라본 사시도,
도 4a는 본 발명에 의한 태양고도 센서가 수증기 변환부의 전면에 설치된 상태를 나타내는 확대도,
도 4b는 본 발명에 의한 태양고도 센서가 태양의 고도를 센싱하는 동작을 설명하는 설명도,
도 5a는 본 발명에 의한 수증기 변환부와 물/수증기 공급관의 좌측 부분을 분리하여 나타내는 사시도,
도 5b는 본 발명에 의한 수직 지지프레임과 베이스 탱크 사이에 물을 교환하는 배관과 펌프,
도 6a와 도 6b는 본 발명에 의한 태양추적센서의 전면과 후면에서 바라본 사시도,
도 7a는 본 발명에 의해 수직 지지프레임에 설치된 모드변환 및 태양 고도추적장치의 사시도,
도 7b는 모드변환 및 태양 고도추적장치를 수직 지지프레임에서 분리하여 나타내는 사시도,
도 8a는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치가 수직프레임에 설치된 상태를 태양추적모터 쪽에서 바라본 사시도,
도 8b는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 발전기 쪽에서 바라본 사시도,
도 8c는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치의 유압장치에 의해 유압실린더가 상승한 상태를 나타내는 사시도,
도 9a는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 분리하여 나타낸 사시도,
도 9b는 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 분리하여 상부클러치와 함께 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a에 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 태양열 발전모드로 변환시의 구성을 나타내는 사시도가 도시되고, 도 2b에 본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기를 풍력 발전기 모드로 변환시의 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 태양열 발전기 겸용 풍력발전기는 태양열을 받아 수증기 변환부(15)로 집열하는 좌우 한쌍의 집열판(10)과; 상기 수증기 변환부(15)에서 발생된 수증기를 증기 터빈부(40)로 공급하고 상기 수증기 변환부(15)에 물을 공급하는 물/수증기 공급관(20)과; 태양빛을 감지하여 태양을 추적하는 태양 추적센서(30)와; 상기 물/수증기 공급관(20)으로부터 수증기를 공급받아 발전하는 증기터빈부(40)와; 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 지지하는 수평 지지프레임(50)과; 상기 수평 지지프레임(50)에 설치되어 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 풍력발전용 날개 또는 태양열 발전 집열판으로 변환하도록 하거나 태양 고도추적 신호에 따라 태양의 고도를 따라 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 상부 또는 하부 방향으로 회전시키는 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)와; 상기 태양 추적센서(30)로부터 태양 추적신호를 받아 태양을 추적하고, 풍력발전시에 회전력을 발전기로 제공하는 태양추적 및 발전장치(70)와; 상기 수평 지지프레임(50)을 지지하고 내부에 물을 저장하여 상기 물/수증기 공급관(40)에 물을 공급하는 수직 지지프레임(55)과; 상기 수직 지지프레임(55)을 바닥에 지지함과 동시에 물을 공급하는 베이스 탱크(80)와; 상기 태양 추적센서(30)와 태양 고도센서로부터 신호를 입력받아 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)와 태양추적 및 발전장치(70)를 제어하여 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)이 태양의 고도와 태양의 경도 위치를 따라 가도록 하는 제어부(90)로 구성된다.
여기서 제어부(90)는 마이콤 또는 마이크로콘트롤러를 포함하여 구성되며 모듈화되어 수평 지지프레임(50) 등의 내부에 설치될 수 있다.
본 발명에 의한 집열판(10)은 단면이 포물선을 형성하는 포물경으로 구성되어 태양으로부터 내리쪼이는 빛과 열이 촛점의 위치에 해당하는 수증기 변환부(15)에 모이도록 한다.
도 3a에 본 발명에 의한 수증기 변환부의 사시도가 도시되고, 도 3b에 본 발명에 의한 수증기 변환부의 보호커버 내부에 설치된 달팽이관의 사시도가 도시되고, 도 3c에 본 발명에 의한 수증기 변환부의 달팽이관을 뒤에서 바라본 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 수증기 변환부(15)는 물/수증기 공급관(20)의 물공급관(21)에 연결되어 상기 물공급관(21)에서 유입되는 물을 집열판(10)으로부터 반사되어 입사되는 태양열과 빛에 의해 수증기로 변환하여 물/수증기 공급관(20)의 수증기 공급관(22)으로 배출하는 달팽이관(151)과; 상기 달팽이관(151)을 덮어 보호하는 보호커버(152)와; 상기 보호커버(152)의 전면에 설치되어 태양의 고도를 감지하는 태양고도 센서(153)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 달팽이관(151)은 도 3b에 도시된 바와 같이 중심을 통과하는 물공급관(21)이 최외곽 원형관(151a)에 하부에 연결되어 2번째 원형관(151b)과 3번째 원형관(151c)을 거쳐 중심에서 도 3c에 도시된 바와 같이 수증기 공급관(22)에 연결된다.
따라서 물 공급관(21)에서 공급되는 물은 최외곽 원형관(151a)에서부터 2번째 원형관(151b)과 3번째 원형관(151c)을 거치면서 집열판(10)에서 반사되어 입사되는 태양열과 빛에 의해 가열되어 수증기로 변환하고 달팽이관(151)의 중심에 연결된 수증기 공급관(22)을 통해 증기 터빈부(90)로 공급된다.
보호커버(152)는 달팽이관(151)의 외부를 덮어 집열판(10)에서 반사되어 입사되는 태양열과 빛이 외부로 벗어나지 않도록 모아주는 역할을 하며, 그 전면부에 태양고도 센서(153)가 설치되어 상기 집열판(10)의 광축이 태양의 고도와 일치하도록 한다.
도 4a에 본 발명에 의한 태양고도 센서가 수증기 변환부의 전면에 설치된 상태를 나타내는 확대도가 도시되고, 도 4b에 본 발명에 의한 태양고도 센서가 태양의 고도를 센싱하는 동작을 설명하는 설명도가 도시된다.
본 발명에 의한 태양고도 센서(153)는 도 4a에 도시된 바와 같이 삼각기둥 모양으로 형성되고 종축이 수평선과 평행하게 누여져 설치되고, 삼각기둥의 상부측면(153a)과 하부측면(153b)에 각각 상부 광센서(154)와 하부 광센서(155)가 설치되어 태양으로부터 입사되는 광량에 따라 신호를 발생시켜 제어부(90)에 입력시킨다.
제어부(90)는 상부 광센서(154)와 하부 광센서(155)에서 입력되는 신호의 세기를 비교하여 삼각기둥의 상부측면(153a)과 하부측면(153b)이 만나는 측변 모서리(153d)와 후측면(153c)의 중간점 G를 지나는 직선이 태양의 고도와 일치하는지 일치하지 않는지를 판단한다.
즉 제어부(90)는 상부 광센서(154)와 하부 광센서(155)에서 입력되는 신호의 세기가 동일하도록 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)를 제어하면서 상기 측변 모서리(153d)와 후측면(153c)의 중간점 G를 지나는 직선이 집열판(10)의 광축과 일치시키도록 제어함으로써 집열판(10)의 광축이 태양의 고도와 일치하도록 한다.
도 5a에 본 발명에 의한 수증기 변환부와 물/수증기 공급관의 좌측 부분을 분리하여 나타내는 사시도가 도시되고, 도 5b에 본 발명에 의한 수직 지지프레임과 베이스 탱크 사이에 물을 교환하는 배관과 펌프가 도시된다.
본 발명에 의한 수증기 변환부(15)와 물/수증기 공급관(20)은 좌우측 부분이 좌우 대칭이고 구성상 동일하므로 좌측에 대해 설명한다.
수직 지지프레임(55)에 저장된 물이 물/수증기 공급관(20)의 물공급관(21)을 통해 좌측 수증기 변환부(15)에 공급되고, 좌측 수증기 변환부(15)에서 태양열과 빛에 의해 수증기로 변환된 후 수증기 공급관(22)을 통해 증기 터빈부(40)에 공급되어 발전에 사용된다.
증기 터빈부(40)에서 발전에 사용된 수증기는 수증기 공급관(22)의 상승 수직부(22a)를 통해 수직 지지프레임(55)으로 다시 되돌아 오고, 하강 수직부(22b)에 형성된 다수의 수증기 배출공(221)를 통해 수직 지지프레임(55) 내부로 배출된다.
수직 지지프레임(55)에는 물이 저장되어 있으며, 다수의 수증기 배출공(221)에서 배출되는 수증기는 수직 지지프레임(55)에 저장된 물에 의해 식혀지면서 물로변환된다.
수직 지지프레임(55) 내부에 저장된 물은 다수의 수증기 배출공(221)에서 배출되는 수증기의 압력에 의해 물공급관(21)의 흡입부(21a)를 통해 다시 수증기 변환부(15)에 공급되어 소순환을 하게 된다.
이러한 소순환에 의해 수직 지지프레임(55) 내부에 저장된 물은 온도가 상승하여 온수가 되고 수직 지지프레임(55) 내부에 저장된 온수는 온수 펌프(554)에 의해 베이스 탱크(80)로 배출되어 저장되고, 베이스 탱크(80)에 저장되어 있는 냉수는 냉수관(552)를 통해 수직 지지프레임(55)에 공급되어 저장된다.
여기서 수직 지지프레임(55) 내부는 차단벽(551)에 의해 상부관(55a)과 하부관(55b)으로 분리되어 상부관(55a)에 저장되는 물은 증기 터빈부(40)에서 공급되는 수증기에 의해 온도가 상승하여 온수가 되고, 하부관(55b)은 베이스탱크(80)와 통하여져 있어서 베이스 탱크(80)의 냉수가 채워져 있게 된다.
상기 상부관(55a)의 수온이 일정 온도 이상이 되면 제어부(90)에 의해 온수펌프(554)가 동작하여 상부관(55a)의 온수는 베이스 탱크(80)로 공급하고, 하부관(55b)의 냉수는 상부관(55a)으로 대순환하게 된다.
이렇게 대순환에 의해 베이스 탱크(80)에 저장되는 온수는 별도의 배관을 통해 가정이나 공장 등에 공급되고 별도의 배관을 통해 연결되는 상수도 등에 연결되어 배출된 온수만큼 베이스탱크(80)에 냉수를 채우게 된다.
도 6a와 도 6b에 본 발명에 의한 태양추적센서의 전면과 후면에서 바라본 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 태양추적센서(30)는 정삼각뿔 형태로 형성되는 센서몸체(31)와; 상기 센서몸체(31)의 3개의 면에 부착되는 포토 셀(32, 33, 34)을 포함하여 구성된다.
정삼각뿔 형태의 센서몸체(31)의 밑면은 수직 지지프레임(55)의 윗면에 연결되는 물/수증기 공급관(20)에 부착되는 지지기둥(35)에 고정되어 지지된다.
좌,우측 집열판(10)과 같은 방향으로 바라보고 설치되는 좌,우측면(312, 313)에 좌,우측 포토셀(32, 33)이 설치되어 태양에서 태양빛을 받아 전기를 발생시킨다.
좌,우측 포토셀(32, 33)에서 발생된 전기는 제어부(90)에 입력되어 그 전압을 서로 비교하여 어느 한쪽의 전압이 크게 측정되는 경우 전압이 크게 측정되는 포토셀의 방향에 태양이 위치하는 것으로 판단하여 해당 포토셀(예를들면 좌측포토셀(32))의 방향으로 회전하도록 제어한다.
후면(314)에도 후측면 포토셀(34)이 설치되어 태양에서 태양빛을 받아 전기를 발생시키고, 좌,우측 포토셀(32, 33)에서 발생된 전기의 전압차가 없을 때 후측면 포토셀(34)에서 발생된 전기의 전압과 비교하여 풍력 발전모드에서 태양열 발전 모드로 변환시에 후면(314)이 태양을 향하고 있을 때에도 태양을 추적할 수 있도록 한다.
도 7a에 본 발명에 의해 수직 지지프레임에 설치된 모드변환 및 태양 고도추적장치의 사시도가 도시되고, 도 7b에 모드변환 및 태양 고도추적장치를 수직 지지프레임에서 분리하여 나타내는 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 수직 지지프레임(55)에 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 지지하는 좌,우측 수평 지지프레임(50)이 지지된다. 좌,우측 수평 지지프레임(50)은 각각 브라켓(61)의 좌,우측면에 회전 가능하도록 힌지축(61a)에 의해 지지된다.
상기 브라켓(61)은 사각박스 형상으로 형성되어 내부에 원통 구멍(611)이 관통되어 형성되고, 상기 원통 구멍(611)에 수직 지지프레임(55)이 삽입되어 상기 브라켓(61)은 회전가능하게 지지되어 있으며, 좌,우측 수평 지지프레임(50)은 상기 브라켓(61)의 좌우 측면에 설치된 웜휠기어(62)에 볼트, 나사 등의 결합수단(도시생략)에 의해 고정되고 고도 추적모터(63)에서 인가되는 회전력을 상기 고도추적 웜휠기어(62)로부터 전달받아 상부 또는 하부 방향으로 회전한다.
본 발명에 의한 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)는 제어부(90)의 제어를 받아 태양열 발전 모드에서 풍력발전 모드 또는 그 반대로 변환하거나 태양의 고도를 추적한다.
제어부(90)는 수증기 변환부(15)의 전면에 설치된 태양 고도센서(153)의 상부 광센서(154)와 하부 광센서(155)로부터 광량 신호를 입력받고, 두 신호를 비교하여 상부 광센서(154)의 광량 신호가 하부 광센서(155)의 광량 신호보다 클 경우 좌,우측 집열판(10)의 고도가 태양의 고도보다 낮은 것으로 판단하여 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)의 고도 추적모터(63)를 구동하여 좌,우측 집열판(10)을 상부 방향으로 회전시켜 태양의 고도와 같아지도록 수정한다.
상부 광센서(154)의 광량 신호가 하부 광센서(155)의 광량 신호보다 작을 경우 좌,우측 집열판(10)의 고도가 태양의 고도보다 높은 것으로 판단하여 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)의 고도 추적모터(63)를 구동하여 좌우측 집열판(10)을 하부 방향으로 회전시켜 태양의 고도와 같아지도록 수정한다.
또한 제어부(90)는 상부 광센서(154)의 광량 신호와 하부 광센서(155)의 광량 신호가 기준신호 이하의 값으로 입력되는 경우 날씨가 흐리거나 밤이 되어 태양열 발전이 불가능한 것으로 판단하여 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드로 변환한다.
좌측 집열판(10)을 수평선과 수직이 되도록 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 우측 집열판(10)과 서로 반대의 방향을 바라보게 하여 바람의 풍향에 따라 좌,우측 집열판(10)이 회전하도록 한다.
좌측 집열판(10)은 좌측수평 지지프레임(50)에 지지되며, 상기 좌측수평 지지프레임(50)은 브라켓(61)의 좌측측면에 회전 가능하도록 힌지축(61a)에 의해 지지된다.
상기 좌측수평 지지프레임(50)은 상기 브라켓(61)의 좌측면에 설치된 웜기어(62)에 고정되어 제어부(90)가 좌측고도 추적모터(63)를 제어하여 좌측 고도추적 웜휠기어(62)를 수평면과 수직이되도록 상부 또는 하부 방향으로 회전시킴으로써 상기 좌측 수평 지지프레임(50)도 상부 또는 하부 방향으로 회전한다.
마찬가지로 제어부(90)가 우측고도 추적모터(63)를 제어하여 우측 고도추적 웜휠기어(62)를 수평면과 수직이되도록 상부 또는 하부 방향으로 회전시킴으로써 상기 우측 수평 지지프레임(50)도 상부 또는 하부 방향으로 회전한다.
따라서 상기 좌, 우측수평 지지프레임(50)에 설치된 좌,우측 집열판(10)은 수평면과 수직이되도록 상부 또는 하부 방향으로 회전하여 서로 반대의 방향을 바라보게 되어 본 발명에 의한 태양열 풍력발전기(100)에 부는 바람의 풍향에 따라 좌,우측 집열판(10)이 회전하게 된다.
상기 좌, 우측 집열판(10)은 수평면과 수직이되도록 각각 상부 또는 하부 방향으로 회전하여 도 2b에 도시된 바와 같이 서로 반대의 방향을 바라보게 하여 풍력 발전모드로 변환한 후, 상기 좌,우측 집열판(10)이 설치된 브라켓(61)이 회전하여 풍력 발전기(78)에 회전력을 전달할 수 있도록 태양추적 및 발전장치(70)를 전환한다.
도 8a에 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치가 수직프레임에 설치된 상태를 태양추적모터 쪽에서 바라본 사시도가 도시되고, 도 8b에 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치를 발전기 쪽에서 바라본 사시도가 도시되고, 도 8c에 본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치의 유압장치에 의해 유압실린더가 상승한 상태를 나타내는 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 태양추적 및 발전장치(70)는 수직 프레임(55)에 끼워져 고정되는 고정 원통부(71)와; 상기 수직 프레임(55)에 끼워져 상기 고정 원통부(71) 위에 회전가능하게 설치되고 브라켓(61)에 부착되어 상기 브라켓(61)의 회전력을 태양추적기어(73)로 전달하는 회전링 클러치(72)와; 상기 회전링 클러치(72)에 끼워져 고정되어 회전력을 전달받아 발전기(78)를 회전시키고 태양추적모터(76a)로부터 태양추적 웜축기어(76b)를 통해 회전력을 전달받아 회전하는 태양추적기어(73)와; 상기 좌측 고도추적 웜휠기어(62)의 회전에 따라 유압을 발생시키는 유압장치(74)와; 상기 유압장치(74)에서 유압을 받아 상기 회전링 클러치(72)를 상기 고정 원통부(71)에 고정시키는 다수의 유압 브레이크(75)와; 상기 유압장치(74)에서 유압을 받아 상기 회전링 클러치(72)를 상승시켜 태양추적장치(76)와 태양추적기어(73)를 분리시키는 승강 유압실린더(79)와; 상기 태양추적기어(73)에 맞물리는 발전기어(78a)를 통해 회전력을 전달받아 발전하는 풍력발전기(78)로 구성된다.
고정 원통부(71)는 수직 프레임(55)에 끼워져 고정되고 그 위에 태양추적기어(73)가 놓여져 설치된다. 태양추적기어(73)는 도 9a에 도시된 바와 같이 내부에 형성된 베어링 홈(73a)에 볼베어링(73b)이 삽입되어 회전시에 고정원통부(71)와 사이에 발생하는 마찰력을 감소시킨다.
태양추적기어(73)는 회전링 클러치(72)의 외부 원주면에 끼워져 다수의 유압 브레이크(75) 위에 걸려 설치되며(도 8a내지 도 8c 참조), 회전링 클러치(72)는 외부 원주면이 다각형(예를 들면 20각형)으로 형성되고 태양추적기어(73)의 내부 원주면도 동일하게 다각형으로 형성되어 회전링 클러치(72)의 외부 원주면과 태양추적기어(73)의 내부 원주면이 서로 정합되어 상기 회전링 클러치(72)가 회전시에 태양추적기어(73)도 함께 회전하게 된다.
모드 변환시에, 즉 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드 전환시 제어부(90)는 좌,우측고도 추적모터(63)를 회전시키고 좌측고도 추적모터(63)의 회전력에 의해 좌측 고도추적 웜휠기어(62)가 회전함에 따라 유압장치(74)에 유압이 발생하고 상기 유압장치(74)로부터 다수의 유압 브레이크(75)는 유압을 받아 회전링 클러치(72)를 고정시킨다.
이렇게 상기 회전링 클러치(72)가 고정되면 승강 유압실린더(79)가 제어부(90)의 제어에 의해 유압을 받아서 도 8c에 도시된 바와 같이 상승하여 원추형 승강부(72a)를 상승시키고, 태양추적장치(76)의 선단롤러(76c)를 바깥방향으로 밀어내어 태양추적장치(76)의 상부가 힌지축(76d)을 중심으로 바깥방향으로 회전하여 태양추적 웜축기어(76b)를 태양추적기어(73)에서 떨어지게 하여 분리하고 태양추적장치(76)의 하부는 안쪽으로 회전하여 태양추적모터(76a)가 상부 클러치스위치(76e)를 누르게 된다.
태양추적모터(76a)가 상부 클러치스위치(76e)를 누르게 되면 제어부(90)는 상부 클러치스위치(76e)에서 신호(예를 들면 온(ON)신호)를 입력받아 상부클러치(77)에 공급되는 유압을 차단하여 클러치 작용이 해제되도록 함으로써 풍력발전 모드에서 좌,우측 집열판(10)이 원활하게 회전할 수 있도록 한다.
반대로 풍력 발전모드에서 태양열 발전모드로의 변환시에 제어부(90)는 좌,우측고도 추적모터(63)를 회전시켜 좌우 한쌍의 집열판(10)이 태양을 향하여 같은방향을 바라보도록 회전시키고 좌측고도 추적모터(63)의 회전력에 의해 좌측 고도추적 웜휠기어(62)가 회전함에 따라 유압장치(74)에 유압이 발생하고 상기 유압장치(74)로부터 다수의 유압 브레이크(75)가 유압을 받아 회전링 클러치(72)를 고정하도록 제어한다.
상기 회전링 클러치(72)가 고정되면 승강 유압실린더(79)가 제어부(90)의 제어에 의해 유압이 풀려서 도 8a에 도시된 바와 같이 하강하여 원추형 승강부(72a)가 하강하고, 태양추적장치(76)의 선단롤러(76c)를 안쪽방향으로 회전하여 태양추적장치(76)의 상부가 힌지축(76d)을 중심으로 안쪽방향으로 회전하여 태양추적 웜축기어(76b)가 태양추적기어(73)에 치합하게 되고 태양추적장치(76)의 하부는 바깥쪽 방향으로 회전하여 태양추적모터(76a)가 상부 클러치스위치(76e)로부터 떨어지게 된다.
태양추적모터(76a)가 상부 클러치스위치(76e)로부터 떨어지게 되면 제어부(90)는 상부 클러치스위치(76e)로부터 신호(예를 들면 오프(OFF) 신호)를 받아 상부클러치(77)에 유압이 공급되도록 제어하여 클러치 작용이 일어나도록 함으로써 태양열 발전 모드에서 좌,우측 집열판(10)이 태양추적장치(76)에 의해서만 회전하면서 발전할 수 있도록 한다.
또 다른 실시예로서 좌우 한쌍의 집열판(10)을 태양광 전지판으로 대체하여 광전지에 의해 태양에너지를 전기로 변환하여 전기를 생산할 수도 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10: 좌,우측 집열판 15: 수증기 변환부
20: 물/수증기 공급관 21: 물 공급관
22: 수증기 공급관 30: 태양추적센서
31: 센서몸체 32, 33: 좌,우측 포토셀
34: 후측면 포토셀 35: 지지기둥
40: 증기 터빈부 50: 좌,우측 수평 지지프레임
55: 수직 지지프레임 60: 모드변환 및 태양 고도추적장치
61: 브라켓 62: 고도추적 웜휠기어
63: 고도 추적모터 70: 태양추적 및 발전장치
71: 고정 원통부 72: 회전링 클러치
73: 태양추적기어 74: 유압장치
75; 유압 브레이크 76: 태양추적장치
77: 상부클러치 78: 풍력발전기
79: 승강 유압실린더 80: 베이스 탱크
90: 제어부 100: 태양열 발전기 겸용 풍력발전기
20: 물/수증기 공급관 21: 물 공급관
22: 수증기 공급관 30: 태양추적센서
31: 센서몸체 32, 33: 좌,우측 포토셀
34: 후측면 포토셀 35: 지지기둥
40: 증기 터빈부 50: 좌,우측 수평 지지프레임
55: 수직 지지프레임 60: 모드변환 및 태양 고도추적장치
61: 브라켓 62: 고도추적 웜휠기어
63: 고도 추적모터 70: 태양추적 및 발전장치
71: 고정 원통부 72: 회전링 클러치
73: 태양추적기어 74: 유압장치
75; 유압 브레이크 76: 태양추적장치
77: 상부클러치 78: 풍력발전기
79: 승강 유압실린더 80: 베이스 탱크
90: 제어부 100: 태양열 발전기 겸용 풍력발전기
Claims (13)
- 태양열을 받아 수증기 변환부(15)로 집열하는 좌우 한쌍의 집열판(10)과;
상기 수증기 변환부(15)에서 발생된 수증기를 증기 터빈부(40)로 공급하고 상기 수증기 변환부(15)에 물을 공급하는 물/수증기 공급관(20)과;
태양빛을 감지하여 태양을 추적하는 태양 추적센서(30)와;
상기 물/수증기 공급관(20)으로부터 수증기를 공급받아 발전하는 증기터빈부(40)와;
상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 지지하는 수평 지지프레임(50)과;
상기 수평 지지프레임(50)에 설치되어 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 풍력발전용 날개 또는 태양열 발전 집열판으로 변환하도록 하거나, 또는, 태양 고도센서로부터 전송되어온 태양 고도추적 신호에 의해 판단된 태양의 고도를 따라 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)을 상부 또는 하부 방향으로 회전시키는 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)와;
태양열 발전모드에서, 상기 태양 추적센서(30)로부터 태양 추적신호를 받아 태양을 추적하고, 풍력 발전모드에서, 회전력을 발전기로 제공하는 태양추적 및 발전장치(70)와;
상기 수평 지지프레임(50)을 지지하고 내부에 물을 저장하여 상기 물/수증기 공급관(40)에 물을 공급하는 수직 지지프레임(55)과;
상기 수직 지지프레임(55)을 바닥에 지지함과 동시에 물을 공급하는 베이스 탱크(80)와;
상기 태양 추적센서(30)와 태양 고도센서로부터 신호를 입력받아 모드변환 및 태양 고도추적장치(60)와 태양추적 및 발전장치(70)를 제어하여 상기 좌우 한쌍의 집열판(10)이 태양의 고도와 태양의 경도 위치를 따라 가도록 하는 제어부(90)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 1항에 있어서,
상기 수증기 변환부(15)는 물/수증기 공급관(20)의 물공급관(21)에 연결되어 상기 물공급관(21)에서 유입되는 물을 집열판(10)으로부터 반사되어 입사되는 태양열과 빛에 의해 수증기로 변환하여 물/수증기 공급관(20)의 수증기 공급관(22)으로 배출하는 달팽이관(151)과; 상기 달팽이관(151)을 덮어 보호하는 보호커버(152)와; 상기 보호커버(152)의 전면에 설치되어 태양의 고도를 감지하는 태양고도 센서(153)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 1항에 있어서,
상기 증기 터빈부(40)에서 발전에 사용된 수증기는 수직 지지프레임(55)으로 다시 되돌아 오고, 하강 수직부(22b)에 형성된 다수의 수증기 배출공(221)를 통해 수직 지지프레임(55) 내부로 배출되어 상기 수직 지지프레임(55)에 저장된 물에 의해 식혀지면서 물로 변환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 3항에 있어서,
상기 수직 지지프레임(55) 내부에 저장된 물은 다수의 수증기 배출공(221)에서 배출되는 수증기의 압력에 의해 물공급관(21)의 흡입부(21a)를 통해 다시 수증기 변환부(15)에 공급되어 소순환을 하게 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 4항에 있어서,
상기 소순환에 의해 수직 지지프레임(55) 내부에 저장된 온수는 온수 펌프(554)에 의해 베이스 탱크(80)로 배출되어 저장되고, 베이스 탱크(80)에 저장되어 있는 냉수는 냉수관(552)를 통해 수직 지지프레임(55)에 공급되어 저장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 1항에 있어서,
상기 태양추적센서(30)는 정삼각뿔 형태로 형성되는 센서몸체(31)와; 상기 센서몸체(31)의 3개의 면에 부착되는 포토 셀(32, 33, 34)을 포함하여 구성되고, 상기 센서몸체(31)의 밑면은 수직 지지프레임(55)의 윗면에 연결되는 물/수증기 공급관(20)에 부착되는 지지기둥(35)에 고정되어 지지되고,
상기 좌,우측 포토셀(32, 33)에서 발생된 전기는 제어부(90)에서 비교되어 태양의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 1항에 있어서,
상기 좌,우측 수평 지지프레임(50)은 수직 지지프레임(55)이 삽입되어 회전가능하게 지지되는 브라켓(61)의 좌우 측면에 설치된 웜휠기어(62)에 결합수단에 의해 고정되고 고도 추적모터(63)에서 인가되는 회전력을 상기 고도추적 웜휠기어(62)로부터 전달받아 상부 또는 하부 방향으로 회전하여 태양의 고도를 추적하는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 7항에 있어서,
상기 제어부(90)는 수증기 변환부(15)의 전면에 설치된 태양 고도센서(153)로부터 신호를 입력받아 태양의 고도를 판단하고 고도 추적모터(63)를 구동하여 좌,우측 집열판(10)을 상부 또는 하부 방향으로 회전시켜 태양의 고도와 같아지도록 수정하는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 7항에 있어서,
상기 제어부(90)는 태양 고도센서(153)의 광량 신호가 기준신호 이하의 값으로 입력되는 경우 태양열 발전이 불가능한 것으로 판단하여 태양열 발전모드에서 풍력 발전모드로 변환하는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 태양추적 및 발전장치(70)는 수직 프레임(55)에 끼워져 고정되는 고정 원통부(71)와; 상기 수직 프레임(55)에 끼워져 상기 고정 원통부(71) 위에 회전가능하게 설치되고 브라켓(61)에 부착되어 상기 브라켓(61)의 회전력을 태양추적기어(73)로 전달하는 회전링 클러치(72)와; 상기 회전링 클러치(72)에 끼워져 고정되어 회전력을 전달받아 발전기(78)를 회전시키고 태양추적모터(76a)로부터 태양추적 웜축기어(76b)를 통해 회전력을 전달받아 회전하는 태양추적기어(73)와; 좌측 고도추적 웜휠기어(62)의 회전에 따라 유압을 발생시키는 유압장치(74)와; 상기 유압장치(74)에서 유압을 받아 상기 회전링 클러치(72)를 상기 고정 원통부(71)에 고정시키는 다수의 유압 브레이크(75)와; 상기 유압장치(74)에서 유압을 받아 상기 회전링 클러치(72)를 상승시켜 태양추적장치(76)와 태양추적기어(73)를 분리시키는 승강 유압실린더(79)와; 상기 태양추적기어(73)에 맞물리는 발전기어(78a)를 통해 회전력을 전달받아 발전하는 풍력발전기(78)로 구성하는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기. - 제 12항에 있어서,
태양열 발전모드에서 풍력 발전모드 또는 그 반대로의 변환시에 제어부(90)는 좌,우측고도 추적모터(63)를 회전시키고 그 회전력에 의해 좌측 고도추적 웜휠기어(62)가 회전함에 따라 유압장치(74)에서 발생하는 유압을 받아 다수의 유압 브레이크(75)는 회전링 클러치(72)를 고정시킨 후, 상기 승강 유압실린더(79)가 유압을 받아 원추형 승강부(72a)를 상승시키도록 제어하고, 상기 원추형 승강부(72a)의 상승에 의해 태양추적장치(76)의 선단롤러(76c)를 바깥방향으로 밀어내어 태양추적 웜축기어(76b)를 태양추적기어(73)에서 떨어지게 하여 분리하고 태양추적장치(76)의 하부는 안쪽으로 회전하여 태양추적모터(76a)가 상부 클러치스위치(76e)를 누르게 되어 상부클러치(77)에 공급되는 유압을 차단하여 클러치 작용이 해제되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양열 발전기 겸용 풍력발전기.
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