KR101473664B1 - 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템 - Google Patents

비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템 Download PDF

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Abstract

비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템이 제공된다. 상기 풍향풍속 측정장치는 풍력발전기 나셀의 일측에 장착되어 풍향 및 풍속에 대응하여 블레이드와 함께 회전하는 스피너, 상기 스피너의 일측에 장착되어 상기 스피너의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체 및 풍향 및 풍속을 측정하기 위해 상기 비회전 구조체에 장착된 적어도 하나 이상의 풍향풍속 감지센서를 구비하고, 상기 나셀 제어시스템은 풍향, 풍속, 회전 및 동작을 포함하는 물리량을 감지하기 위한 센서모듈, 상기 센서모듈로부터 감지된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부, 상기 센서모듈로부터 감지된 감지 값 또는 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 발전기를 제어하는 발전기 제어모듈 및 상기 발전기 제어모듈의 제어에 따라 나셀을 구동하는 나셀 구동부를 구비한다.

Description

비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템 {Apparatus for determining the wind speed and direction experienced by a wind turbine using an irrotational structure and system for controlling a nacelle using the same}
본 발명은 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템에 관한 것으로, 특히 풍력 발전기의 블레이드가 장착되는 스피너의 일부 영역에 설치되어 스피너의 회전에 무관하게 비회전(irrotational)으로 풍향 및 풍속을 측정할 수 있는 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전은 환경오염을 발생시키지 않는 청정 에너지의 일종으로 풍력발전기를 이용하여 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전을 일컫는다. 풍력발전기는 바람의 운동 에너지로 회전하는 날개, 날개의 회전력을 전달받아 발전기에서 요구되는 회전수로 증폭하는 변속 장치 및 나셀(Nacelle)의 내부에 장착되어 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기로 구성되어 있다. 풍력발전기는 바람의 세기와 회전 날개의 크기에 좌우되므로 바람이 센 곳에 설치되어야 하고 회전 날개가 커야 하며, 바람의 방향 변화에 대응하여 신속하게 나셀을 회전시켜야 한다.
이러한 풍력발전기는 나셀의 전면에 장착되어 회전 날개와 함께 회전하는 스피너를 구비하고, 스피너의 전면에 바람의 크기 및 방향을 감지하기 위한 센서가 장착되어 있다. 상기 센서는 바람과 직접 접촉하는 회전 날개의 뒤쪽에서 나셀 상에 장착된 경우 회전 날개로부터 발생하는 기류의 영향을 받아 바람의 방향 및 크기를 정확하게 감지할 수 없다는 단점을 갖기 때문에 스피너의 전면에 장착되는 것이 바람직하다.
이러한 풍력발전기는 스피너의 전면에 센서가 장착되면 회전 날개로부터 발생하는 기류의 영향을 제거할 수 있어 바람의 세기와 방향을 정확하게 측정할 수 있는 장점을 갖지만, 센서가 스피너와 함께 회전하기 때문에 스피너의 회전속도를 보상하기 위한 제어 알고리즘을 구비해야한다는 단점을 갖는다.
또한 이러한 풍력발전기는 레이저 센서 등으로 바람의 크기와 방향을 감지하는 경우 스피너의 회전속도를 보상해야 하기 때문에 연산처리속도가 늦은 경우 시시각각으로 변하는 바람의 방향에 신속하게 대응하여 나셀을 이동시키기 어렵다는 단점을 갖는다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 스피너의 전면에 스피너의 회전과는 무관한 비회전 구조체에 바람의 크기와 방향을 측정할 수 있는 센서를 장착함으로써 바람의 크기와 방향을 신속 정확하게 측정할 수 있는 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 비회전 구조체에 바람의 크기와 방향을 측정할 수 있는 센서를 장착함으로써 종래 스피너와 함께 회전하는 센서의 회전에 따른 보상알고리즘을 수행하지 않아 바람의 방향 변화에 신속하게 대응하여 나셀을 이동시킬 수 있는 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 나셀에 대한 비회전 구조체의 상대운동을 감지하기 위한 센서를 장착함으로써 비회전 구조체의 진동 또는 움직임을 감지하고, 이를 보상하여 더욱 정확하게 바람의 크기와 방향을 측정할 수 있는 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 풍향풍속 측정장치는 풍력발전기 나셀의 일측에 장착되어 풍향 및 풍속에 대응하여 블레이드와 함께 회전하는 스피너, 상기 스피너의 일측에 장착되어 상기 스피너의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체 및 풍향 및 풍속을 측정하기 위해 상기 비회전 구조체에 장착된 적어도 하나 이상의 풍향풍속 감지센서를 구비한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 풍향풍속 측정장치에 의하면, 상기 비회전 구조체는 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 상기 풍향풍속 감지센서가 장착되는 센서 장착부, 상기 스피너의 내부에서 상기 센서 장착부에 연결된 비회전 축, 상기 비회전 축에 장착되어 상기 센서 장착부의 회전을 방지하기 위한 회전방지 수단 및 상기 센서 장착부의 가장자리를 따라 장착되어 상기 스피너와 상대적으로 회전함으로써 상기 센서 장착부의 회전을 방지하는 상대회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 풍향풍속 측정장치에 의하면, 상기 비회전 구조체는 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 상기 풍향풍속 감지센서가 장착되는 센서 장착부, 상기 나셀에 고정되어 상시 센서 장착부를 지지하기 위한 비회전 축 및 상기 센서 장착부의 가장자리를 따라 장착되어 상기 스피너와 상대적으로 회전함으로써 상기 센서 장착부의 회전을 방지하는 상대회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 풍향풍속 측정장치에 의하면, 상기 비회전 구조체는 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 상기 풍향풍속 감지센서가 장착되는 센서 장착부, 상기 센서 장착부의 가장자리를 따라 장착되어 상기 스피너와 상대적으로 회전함으로써 상기 센서 장착부의 회전을 방지하는 상대회전 수단, 상기 센서 장착부에 연결되어 상기 센서 장착부의 회전을 방지하기 위한 회전방지 모터, 상기 스피너의 회전을 감지하는 회전 감지센서 및 상기 회전 감지센서의 감지 값에 따라 상기 모터의 운동을 제어하기 위한 모터운동 제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 풍향풍속 측정장치에 의하면, 상기 회전방지 모터, 회전 감지센서 및 모터운동 제어모듈은 별도의 전원공급장치에 의해 구동되거나 상기 풍력발전기에서 생성된 전력으로 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 제어시스템은 풍향, 풍속, 회전 및 동작을 포함하는 물리량을 감지하기 위한 센서모듈, 상기 센서모듈로부터 감지된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부, 상기 센서모듈로부터 감지된 감지 값 또는 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 발전기를 제어하는 발전기 제어모듈 및 상기 발전기 제어모듈의 제어에 따라 나셀을 구동하는 나셀 구동부를 구비한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 제어시스템에 의하면, 상기 센서모듈은 풍향 및 풍속을 감지하기 위한 풍향풍속 감지센서, 상기 나셀의 일측에 장착되어 풍향 및 풍속에 대응하여 블레이드와 함께 회전하는 스피너의 회전을 감지하는 회전 감지센서 및 상기 스피너의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체의 동작을 감지하기 위한 동작 감지센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 제어시스템에 의하면, 상기 동작 감지센서는 상기 나셀에 대한 상기 비회전 구조체의 상대운동을 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 제어시스템에 의하면, 상기 발전기 제어모듈은 동작 감지센서에 의해 감지된 상기 비회전 구조체의 동작을 보상하기 위한 동작 보상부 및 풍향과 풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 측정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템에 의하면, 스피너의 전면에 스피너의 회전과는 무관한 비회전 구조체에 바람의 크기와 방향을 측정할 수 있는 센서를 장착함으로써 바람의 크기와 방향을 신속 정확하게 측정할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템에 의하면, 비회전 구조체에 바람의 크기와 방향을 측정할 수 있는 센서를 장착함으로써 종래 스피너와 함께 회전하는 센서의 회전에 따른 보상알고리즘을 수행하지 않기 때문에 바람의 방향 변화에 신속하게 대응하여 나셀을 이동시킬 수 있고, 발전효율을 향상시킬 수 있다는 효과도 얻어진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치 및 이를 이용한 나셀 제어시스템에 의하면, 나셀에 대한 비회전 구조체의 상대운동을 감지하기 위한 센서를 장착함으로써 비회전 구조체의 진동 또는 움직임을 감지하고, 이를 보상하여 더욱 정확하게 바람의 크기와 방향을 측정할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 비회전 구조체를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 분해하여 보여주는 분해도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비회전 구조체를 분해하여 보여주는 분해도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 제어시스템을 보여주는 블록도이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시 예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도시된 실시 예만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기의 풍향풍속 측정장치를 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 이용한 풍력 발전기를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 비회전 구조체를 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비회전 구조체를 분해하여 보여주는 분해도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비회전 구조체를 분해하여 보여주는 분해도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 제어시스템을 보여주는 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전기의 풍향풍속 측정장치는 나셀(11)에 장착된 하나 또는 둘 이상의 발전기를 구비한 터빈을 포함한다. 상기 나셀(11)은 탑 구조물(13)의 상부에 장착되어 바람의 방향에 따라 자유롭게 회전한다. 상기 나셀(11)의 전면에는 복수 개의 블레이드(15)를 구비하는 스피너(17)가 장착된다. 상기 스피너(17)는 풍속의 변화에 따라 블레이드(15)와 함께 회전하고, 바람의 저항을 최소화할 수 있도록 유선형으로 형성되지만, 다양한 형상으로 제조될 수 있다.
상기 스피너(17)의 전면에는 개구부(19)가 형성되어 있고, 상기 개구부(19)에는 스피너(17)의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체(21)가 위치한다. 상기 비회전 구조체(21)는 나셀(11)에 연결되어 스피너(17)의 전면에 장착되거나 나셀(11)과는 이격하여 개구부(19) 상에서 부유(floating)하는 형태로 위치될 수 있다.
상기 비회전 구조체(21)는 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 감지센서(23)가 장착되는 센서 장착부(25)를 포함한다. 상기 센서 장착부(25)는 비회전 구조체(21) 주변의 공기 흐름이 원활하고 부드럽게 유지될 수 있도록 구형으로 형성된 것이 바람직하다. 상기 풍향풍속 감지센서(23)는 풍향 및 풍속을 동시에 측정하거나, 풍향 및 풍속을 서로 독립적으로 측정할 수 있는 센서들을 모두 포함한다.
예를 들어, 상기 풍향풍속 감지센서(23)는 1차원 소닉 센서(sonic sensor)를 복수 개로 사용할 수 있다. 상기 소닉 센서의 동작원리는 두 개의 소닉 센서들 사이에서 음파(sound wave)의 운동시간을 측정하는 것이다. 음파는 센서 장착부(25)에 장착된 제1소닉 센서로부터 제2소닉 센서로 전송되고, 상기 제2소닉 센서는 음파를 수신하여 다시 제1소닉 센서로 전송된다. 풍속은 제1소닉 센서 및 제2소닉 센서 사이의 거리를 운동하는 음파의 왕복시간에 의해 측정될 수 있다.
이 외에 다른 형태의 풍향풍속 감지센서(23)가 채택될 수 있다. 상기 풍향풍속 감지센서(23)는 피토관(pitot tubes), 프로펠러형 풍속계(propeller anemometers), 컵형 풍속계(cup anemometers) 및 라이더(lider) 등을 사용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 다른 형태의 감지센서들 역시 채택될 수도 있다.
또한, 상기 비회전 구조체(21)는 센서 장착부(25)의 중심에 장착되어 스피너(17)의 내부로 신장된 비회전 축(27)을 구비한다. 상기 비회전 축(27)은 센서 장착부(25)의 중심에 고정되어 있고, 상기 나셀(11)에 연결되거나 연결되어 있지 않더라도 무방하다. 상기 비회전 축(27)은 나셀(11)에 고정되어 있지 않은 경우 센서 장착부(25)의 외측으로 신장될 수도 있다.
상기 비회전 축(27)에는 센서 장착부(25)의 회전을 방지하기 위한 회전방지 수단(29), 예를 들어 무게추 등이 장착되어 있다. 상기 회전방지 수단(29)은 풍력발전기가 설치되는 지역의 바람의 세기, 스피너(17)의 회전속도, 센서 장착부(25)의 크기 또는 스피너(17)의 상대 회전에 따른 센서 장착부(25)와의 마찰력을 고려하여 무게를 조정하는 것이 바람직하다. 상기 스피너(17)와 센서 장착부(25) 사이의 마찰을 줄이기 위해 센서 장착부(25)의 가장자리를 따라 상대회전 수단(31)이 장착된다. 상기 상대회전 수단(31)은 스피너(17)와 비회전 구조체(21)와의 마찰을 줄이거나, 스피너(17)에 대한 비회전 구조체(21)의 상대 회전 또는 비회전 구조체(21)의 움직임을 줄이기 위해 슬립링(slip-ring), 부싱 및 볼 베어링을 이용하거나 이들을 결합하여 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 풍력발전기는 바람의 세기에 따라 회전하는 스피너(17)와는 달리 비회전하는 비회전 구조체(21)에 풍향풍속 감지센서(23)를 장착함으로써 종래 풍향 및 풍속을 측정하기 위해 센서의 회전에 따른 회전 보상 알고리즘을 채택하지 않아 바람의 방향 변화에 따라 나셀(11)을 신속하게 이동시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에서 풍력발전기의 비회전 구조체(21)는 센서 장착부(25), 센서 장착부(25)의 회전을 방지하는 상대회전 수단(31), 상기 센서 장착부(25)의 중심으로부터 스피너(17)의 내측으로 신장된 비회전 축(27), 센서 장착부(25)에 연결되어 센서 장착부(25)의 회전을 방지하기 위한 회전방지 모터(33), 상기 스피너(17)의 회전을 감지하는 회전 감지센서(35) 및 회전 감지센서(35)의 감지 값에 따라 회전방지 모터(33)의 운동을 제어하기 위한 모터운동 제어모듈(37)을 구비한다.
이 경우, 상기 비회전 축(27)은 스피너(17)의 내측에서 나셀(11)에 고정된 회전방지 모터(33)를 통해 나셀(11)에 연결되어 있는 것이 바람직하다. 상기 회전 감지센서(35)는 나셀(11)의 전면 또는 나셀(11)에 대해 고정된 구조물에 장착되어 센서 장착부(25)의 회전, 진동 또는 움직임을 감지한다. 상기 모터운동 제어모듈(37)은 센서 장착부(25)의 회전 등과는 반대방향으로 동작하여 센서 장착부(25)가 나셀(11)에 대해 고정되어 있도록 제어한다. 상기 회전방지 모터(33), 회전 감지센서(35) 및 모터운동 제어모듈(37)은 별도의 전원공급장치(도시하지 않음)에 의해 구동되거나 상기 풍력발전기에서 생성된 전력으로 구동될 수도 있다.
다음으로, 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전기의 나셀 제어시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 나셀 제어시스템은 풍향, 풍속, 스피너(17)의 회전 및 센서 장착부(25)의 동작을 포함하는 물리량을 감지하기 위한 센서모듈(39), 상기 센서모듈(39)로부터 감지된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부(41), 상기 센서모듈(39)로부터 감지된 감지 값 또는 상기 데이터 저장부(41)에 저장된 데이터를 이용하여 발전기를 제어하는 발전기 제어모듈(43) 및 상기 발전기 제어모듈(43)의 제어에 따라 나셀(11)을 구동하는 나셀 구동부(45)를 구비한다.
상기 센서모듈(39)은 풍향 및 풍속을 감지하기 위한 풍향풍속 감지센서(23), 상기 나셀(11)의 일측에 장착되어 풍향 및 풍속에 대응하여 블레이드(15)와 함께 회전하는 스피너(17)의 회전을 감지하는 회전 감지센서(35) 및 상기 스피너(17)의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체(21)의 동작, 예를 들어 회전, 진동 또는 주기 운동을 감지하기 위한 동작 감지센서(47)를 구비한다. 이 경우, 상기 동작 감지센서(47)는 나셀(11)에 대한 비회전 구조체(21)의 상대운동을 감지하는 것이 바람직하다.
상기 발전기 제어모듈(43)은 동작 감지센서(47)에 의해 감지된 비회전 구조체(21)의 동작을 보상하기 위한 동작 보상부(49) 및 풍향과 풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 측정부(51)를 구비한다. 상기 동작 보상부(49)는 나셀(11)에 대한 비회전 구조체(21)의 상대 운동을 보상함으로써, 센서 장착부(25)에 장착된 풍향풍속 감지센서(23)의 나셀(11)에 대한 상대 운동을 보상한다. 따라서, 상기 나셀 제어시스템은 바람의 크기 및 방향을 정확하게 측정할 수 있다. 상기 센서 장착부(25)가 나셀(11)에 고정되어 있는 경우, 상기 나셀 제어시스템은 센서 장착부(25)의 동작을 감지하는 동작 감지센서(47) 및 그에 따른 센서 장착부(25)의 동작을 보상하기 위한 동작 보상부(49)를 구동하지 않기 때문에 바람의 세기 및 방향을 더욱더 신속하게 계산할 수 있다.
상기 풍향풍속 측정부(51)는 풍향풍속 감지센서(23)로부터 감지된 값 및 동작 보상부(49)로부터 보상된 센서 장착부(25)의 움직임 보정 값으로부터 바람의 세기 및 방향을 신속 정확하게 측정한다. 따라서, 상기 나셀 제어시스템은 종래 스피너와 함께 회전하는 풍향풍속 센서의 회전 성분을 보상할 필요가 없기 때문에 이에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 바람의 방향 변화에 신속하게 대응하여 나셀을 이동시킬 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
11: 나셀 15: 블레이드
17: 스피너 21: 비회전 구조체
23: 풍향풍속 감지센서 25: 센서 장착부
27: 비회전 축 29: 회전방지 수단
31: 상대회전 수단 33: 회전방지 모터
35: 회전 감지센서 37: 모터운동 제어모듈
39: 센서모듈 41: 데이터 저장부
43: 발전기 제어모듈 45: 나셀 구동부
47: 동작 감지센서 49: 동작 보상부

Claims (9)

  1. 풍력발전기 나셀의 일측에 장착되어 풍향 및 풍속에 대응하여 블레이드와 함께 회전하는 스피너;
    상기 스피너의 일측에 장착되어 상기 스피너의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체; 및
    풍향 및 풍속을 측정하기 위해 상기 비회전 구조체에 장착된 적어도 하나 이상의 풍향풍속 감지센서를 구비하는 풍향풍속 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비회전 구조체는
    풍향 및 풍속을 측정하기 위한 상기 풍향풍속 감지센서가 장착되는 센서 장착부;
    상기 스피너의 내부에서 상기 센서 장착부에 연결된 비회전 축;
    상기 비회전 축에 장착되어 상기 센서 장착부의 회전을 방지하기 위한 회전방지 수단; 및
    상기 센서 장착부의 가장자리를 따라 장착되어 상기 스피너와 상대적으로 회전함으로써 상기 센서 장착부의 회전을 방지하는 상대회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 풍향풍속 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비회전 구조체는
    풍향 및 풍속을 측정하기 위한 상기 풍향풍속 감지센서가 장착되는 센서 장착부;
    상기 나셀에 고정되어 상시 센서 장착부를 지지하기 위한 비회전 축; 및
    상기 센서 장착부의 가장자리를 따라 장착되어 상기 스피너와 상대적으로 회전함으로써 상기 센서 장착부의 회전을 방지하는 상대회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 풍향풍속 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비회전 구조체는
    풍향 및 풍속을 측정하기 위한 상기 풍향풍속 감지센서가 장착되는 센서 장착부;
    상기 센서 장착부의 가장자리를 따라 장착되어 상기 스피너와 상대적으로 회전함으로써 상기 센서 장착부의 회전을 방지하는 상대회전 수단;
    상기 센서 장착부에 연결되어 상기 센서 장착부의 회전을 방지하기 위한 회전방지 모터;
    상기 스피너의 회전을 감지하는 회전 감지센서; 및
    상기 회전 감지센서의 감지 값에 따라 상기 모터의 운동을 제어하기 위한 모터운동 제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 풍향풍속 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전방지 모터, 회전 감지센서 및 모터운동 제어모듈은 별도의 전원공급장치에 의해 구동되거나 상기 풍력발전기에서 생성된 전력으로 구동되는 것을 특징으로 하는 풍향풍속 측정장치.
  6. 풍향과 풍속을 포함하는 물리량을 감지하기 위한 센서 및 스피너의 회전과 비회전 구조체의 동작을 포함하는 물리량을 감지하기 위한 센서을 포함하는 센서모듈;
    상기 센서모듈로부터 감지된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부;
    상기 센서모듈로부터 감지된 감지 값 또는 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 이용하여 발전기를 제어하는 발전기 제어모듈; 및
    상기 발전기 제어모듈의 제어에 따라 나셀을 구동하는 나셀 구동부를 구비하는 나셀 제어시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서모듈은
    풍향 및 풍속을 감지하기 위한 풍향풍속 감지센서;
    상기 나셀의 일측에 장착되어 풍향 및 풍속에 대응하여 블레이드와 함께 회전하는 스피너의 회전을 감지하는 회전 감지센서; 및
    상기 스피너의 회전과는 무관하게 비회전(irrotational)하는 비회전 구조체의 동작을 감지하기 위한 동작 감지센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 나셀 제어시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동작 감지센서는 상기 나셀에 대한 상기 비회전 구조체의 상대운동을 감지하는 것을 특징으로 하는 나셀 제어시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 발전기 제어모듈은
    동작 감지센서에 의해 감지된 비회전 구조체의 동작을 보상하기 위한 동작 보상부; 및
    풍향과 풍속을 측정하기 위한 풍향풍속 측정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 나셀 제어시스템.
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