KR101563673B1 - 풍력발전기 - Google Patents

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KR101563673B1
KR101563673B1 KR1020140035845A KR20140035845A KR101563673B1 KR 101563673 B1 KR101563673 B1 KR 101563673B1 KR 1020140035845 A KR1020140035845 A KR 1020140035845A KR 20140035845 A KR20140035845 A KR 20140035845A KR 101563673 B1 KR101563673 B1 KR 101563673B1
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백승준
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

풍력발전기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기는, 블레이드가 장착되는 허브에 연결되어 전력을 생성하는 제너레이터; 블레이드에 연결되어 블레이드의 피치각을 조절하는 구동유닛; 및 제너레이터에서 생성되는 전력이 구동유닛에 공급되거나 공급해제될 수 있도록 마련되는 스위칭유닛을 포함한다.

Description

풍력발전기{WIND POWER GENERATOR}
본 발명은, 풍력발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 블레이드의 페더링을 수행하기 위해 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용할 수 있는 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 바람의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 공기 역학적으로 설계된 형상의 블레이드를 이용하여 바람의 에너지에서 유용한 공력 토크(Torque)를 발생시키고 이 공력 토크를 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 발생시키는데, 최근, 화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 점차 그 비중이 커지고 있는 실정이다.
이러한 풍력발전기는 다수의 블레이드(Blade)가 허브(Hub)에 연결되고, 허브는 회전축에 연결되어 바람에 의해 회전하는 것을 통해 전기를 발생시키도록 마련된다.
여기서, 풍력발전기의 타워에는, 각종 기계 및 전기 기기가 수용되는 나셀이 결합되며, 나셀은 바람의 방향 변화에 따라 최대 전력을 얻기 위해 바람이 불어오는 방향으로 향하도록 회전, 즉, 요잉(Yawing)을 하게 된다.
그리고, 허브에 연결되는 회전축은 나셀 내부에 배치되며, 바람에 의해 블레이드가 회전하면, 블레이드의 회전에 연동되어 회전축이 회전하게 되는데, 회전축은 제너레이터에 연결되므로, 회전축의 회전에 의해 전기 에너지가 발생된다.
한편, 풍력발전기는 전력 계통 라인과 연결되는데, 제너레이터로부터 발생된 전기 에너지에 의한 전력은 전력 계통 라인을 통해 외부 그리드로 공급된다.
여기서, 전력 계통 라인에 지락이나 단락 등의 이상 발생시, 전력 계통 라인의 보호를 위해 전력 계통 라인과 풍력발전기의 연결이 단절되는데, 이때, 전력 계통의 이상에 의해 풍력발전기의 연결이 단절된 상태를 그리드 로스(Grid loss)라 정의할 수 있다.
그리고, 피치 시스템(Pitch system)은 전술한 그리드 로스(Grid loss)가 발생되는 경우, 블레이드의 피치각(angle of pitch)을 조절하여 블레이드의 페더링(Feathering)을 수행하게 된다.
여기서, 페더링은 블레이드의 피치각을 풍향에 평행하게 맞추는 것으로, 그리드 로스(Grid loss) 발생시, 풍력 발전기의 손상을 방지하기 위해 페더링을 수행하며, 이에 의해, 풍력 발전기의 전력 발생이 중단되게 된다.
이러한 피치 시스템은 풍력발전기에서 발생된 전력을 그대로 사용하는 것이 아니라 전력 계통 라인에서 공급받아 사용하는데, 그리드 로스 상태에서는 전력 계통 라인에서 전력을 받을 수 없으므로, 피치제어를 위해 배터리 등의 보조전력(backup power)을 사용하게 된다.
하지만, 블레이드의 페더링을 수행하기 위해 보조전력으로 사용되는 배터리는 사용주기가 짧아 자주 교체해야하므로 교체비용이 상승하고, 상당한 중량때문에 유지보수가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
그리고, 풍력발전기가 전력 계통의 이상에 의해 연결이 단절되더라도, 블레이드의 페더링을 수행하기 전에는 여전히 블레이드가 회전하면서 전력을 생산하게 된다.
하지만, 종래의 경우, 그리드 로스 상태에서 페더링을 수행하기 전에 블레이드의 회전에 의해 발생되는 유휴전력을 개방 회로(Open-Circuit)의 상태로 전환하게 되므로, 유휴전력이 별도로 사용되지 못하고 소멸하게 되어 에너지 효율 측면에서 불리하다는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허 공개번호:제10-2011-0033236호(공개일자:2011년03월30일)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 블레이드의 페더링을 수행하기 위해 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용하며, 이를 통해, 배터리 사용에 필요한 비용이 감소되고 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 에너지 효율이 상승될 수 있는 풍력발전기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 블레이드가 장착되는 허브에 연결되어 전력을 생성하는 제너레이터; 상기 블레이드에 연결되어 상기 블레이드의 피치각을 조절하는 구동유닛; 및 상기 제너레이터에서 생성되는 전력이 상기 구동유닛에 공급되거나 공급해제될 수 있도록 마련되는 스위칭유닛을 포함하는, 풍력발전기가 제공될 수 있다.
또한, 상기 스위칭유닛은, 상기 제너레이터에 연결되는 제1접점; 상기 제1접점으로부터 이격되며, 상기 구동유닛에 연결되는 제2접점; 상기 제1접점으로부터 이격되며, 상기 제너레이터로부터 생성된 전력이 제공되는 외부 그리드에 연결되는 제3접점; 및 상기 제1접점에 일측이 연결되고, 상기 제2접점 및 상기 제3접점 중 어느 하나에 타측이 연결되는 접점연결유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 접점연결유닛의 일측은 상기 제1접점에 연결되고, 상기 접점연결유닛의 타측은 상기 제2접점 및 상기 제3접점 중 하나에 연결되거나 개방상태로 유지될 수 있다.
또한, 상기 외부 그리드와 상기 제3접점 사이의 연결이 끊어진 경우, 상기 접점연결유닛의 일측은 상기 제1접점에 연결되고, 상기 접점연결유닛의 타측은 상기 제2접점에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 블레이드의 페더링(Feathering)이 완료된 경우, 상기 접점연결유닛의 일측은 상기 제1접점에 연결되고, 상기 접점연결유닛의 타측은 개방상태로 유지될 수 있다.
또한, 상기 제2접점과 상기 구동유닛 사이에 배치되는 AC-AC컨버터를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 스위칭유닛에 연결되어 상기 스위칭유닛의 스위칭작동을 제어하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 풍속측정유닛을 더 포함하며, 상기 제어유닛은, 상기 풍속측정유닛에서 측정된 풍속에 따라 상기 스위칭유닛을 상기 구동유닛에 연결하거나 연결해제하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 블레이드의 페더링을 수행하기 위해 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용하며, 이를 통해, 배터리 사용에 필요한 비용이 감소되고 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 에너지 효율이 상승될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 내부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 블록도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미하는 것은 아니며, 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면이 타측을 지칭하는 것으로 이해되어져야 함을 밝혀 둔다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '연결' 또는 '결합'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재를 직접 연결 또는 결합하는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함됨을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 내부 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기의 개략적인 블록도이다.
전술한 도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기(100)는, 블레이드(940)가 장착되는 허브(930)에 연결되어 전력을 생성하는 제너레이터(200)와, 블레이드(940)에 연결되어 블레이드(940)의 피치각을 조절하는 구동유닛(300)과, 제너레이터(200)에서 생성되는 전력이 구동유닛(300)에 공급되거나 공급해제될 수 있도록 마련되는 스위칭유닛(500)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 풍력발전기(100)는 바람의 운동에너지를 이용하여 전력을 생산하는 것으로서, 타워(910)와, 타워(910)의 상부에 설치되는 나셀(nacelle,920)과, 나셀(920)의 전방에 설치되는 허브(930)와, 허브(930)에 결합되어 바람에 의해 회전하는 복수의 블레이드(940)를 포함한다.
여기서, 타워(910)는 나셀(920) 등을 지지하는 구조물로서, 나셀(920)은 타워(910)의 길이방향을 축으로하여 회전 가능하게, 즉, 요잉(Yawing) 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 나셀(920)은 각종 장치를 제어하는 구성요소들이 포함되며, 나셀(920) 내부에서 생산된 전기 에너지는 외부 그리드(400)로 전달된다.
이에 대해 설명하면, 나셀(920) 내부에는 발전을 위해 로터(미도시)와, 로터(미도시)에 근접하게 배치되는 스테이터(미도시)를 포함하는 제너레이터(200)가 설치된다.
그리고, 도 1을 참조하면, 제너레이터(200)는 블레이드(940)가 장착되는 허브(930)에 연결되어 전력을 생성하도록 마련된다.
즉, 제너레이터(200)에 포함되는 로터(미도시)에 연결되는 회전축(950)이 허브(930)에 연결되고, 허브(930)에는 블레이드(940)가 결합되므로, 바람에 의해 블레이드(940)가 회전하게 되면, 블레이드(940)에 연결된 허브(930)를 통해 회전축(950)이 연동되어 회전하게 되며, 회전축(950)에 연결된 로터(미도시)의 회전체도 회전하게 된다.
그리고, 로터(미도시)에는 자성체가 구비되고, 스테이터(미도시)에는 코일이 구비되므로, 로터(미도시)가 스테이터(미도시)에 근접하게 배치되어 회전하게 되면, 전기가 발생하게 된다.
즉, 바람으로부터의 운동 에너지가 회전축(950)의 기계적 에너지로 전환되고, 나셀(920) 내부에 배치된 제너레이터(200)를 통해 전기 에너지로 전환되어 전력 계통 라인을 통해 최종적으로 외부 그리드(400)에 전력을 제공하게 된다.
여기서, 전술한 바와 같이, 전력 계통 라인에 지락이나 단락 등의 그리드 로스 발생시, 전력 계통 라인의 보호를 위해 전력 계통 라인과 풍력발전기(100)의 연결이 단절되며, 이때, 블레이드(940)의 피치각(angle of pitch)을 조절하여 블레이드(940)의 페더링(Feathering)을 수행하게 된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기(100)는 배터리없이, 전력 계통 라인과 풍력발전기(100)의 연결 단절 후 발생되는 유휴전력을 이용하여 페더링을 수행할 수 있는 바, 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 구동유닛(300)은 블레이드(940)에 연결되며, 바람의 풍속에 따라 블레이드(940)의 피치각을 조절하도록 마련된다.
여기서, 구동유닛(300)은 전력 계통 라인에 그리드 로스 발생시, 블레이드(940)가 풍향과 평행하게 위치하도록 블레이드(940)의 피치각을 조절하는데, 구동유닛(300)은 유압을 사용하도록 마련될 수도 있고, 또는 모터를 사용하는 전동기로 마련될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 풍력발전기(100)를 통해 외부 그리드(400)에 전력을 제공하는 일반적인 상태에서 스위칭유닛(500)은, 제너레이터(200)와 외부 그리드(400)를 연결하며, 이 경우, 제너레이터(200)에서 발생되는 전력이 전력 계통 라인을 통해 외부 그리드(400)로 제공된다.
그리고, 그리드 로스가 발생하여 전력 계통 라인과 풍력발전기(100)의 연결이 단절되는 상태에서 스위칭유닛(500)은, 제너레이터(200)와 구동유닛(300)을 연결하며, 이 경우, 제너레이터(200)에서 생성되는 전력에 의해 구동유닛(300)이 작동되어 블레이드(940)의 페더링이 수행된다.
즉, 스위칭유닛(500)의 동작에 의해, 정상적인 상태에서 제너레이터(200)로부터 발생되는 전력은 외부 그리드(400)에 제공되지만, 전력 계통 라인에 지락이나 단락 등의 이상이 발생되는 상태에서 제너레이터(200)로부터 발생되는 전력은 페더링을 위한 구동유닛(300)의 작동을 위해 구동유닛(300)에 공급이 된다.
여기서, 그리드 로스가 발생되더라도, 바람에 의해 블레이드(940)는 계속 회전하고 있으므로, 제너레이터(200)로부터 전력은 발생될 수가 있으며, 이러한 전력이 구동유닛(300)에 공급될 수 있다.
그리고, 스위칭유닛(500)은 제너레이터(200)에 연결되는 제1접점(510)과, 구동유닛(300)에 연결되는 제2접점(520)과, 외부 그리드(400)에 연결되는 제3접점(530)을 포함할 수 있으며, 각각의 접점은 접점연결유닛(540)에 의해 상호 연결될 수 있다.
여기서, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결이 유지되며, 접점연결유닛(540)의 타측은 제2접점(520)과 제3접점(530) 중 하나에 연결될 수 있다.
즉, 풍력발전기(100)가 정상적인 발전을 수행하는 경우, 도 2를 참조하면, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결되고 접점연결유닛(540)의 타측은 제3접점(530)에 연결되어서 제너레이터(200)가 외부 그리드(400)에 연결된다.
그리고, 풍력발전기(100)에 이상이 발생된 그리드 로스 상태인 경우, 즉, 외부 그리드(400)와 제3접점(530) 사이의 연결이 끊어진 경우, 도 2를 참조하면, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결되고 접점연결유닛(540)의 타측은 제2접점(520)에 연결되어서 제너레이터(200)가 구동유닛(300)에 연결된다.
여기서, 구동유닛(300)의 작동에 의해 블레이드(940)의 페더링이 완료되어 블레이드(940)의 회전이 정지된 경우, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결되고, 접점연결유닛(540)의 타측은 제2접점(520)과 제3접점(530) 중 어느 곳에도 연결되지 않은 상태, 즉, 개방 회로(Open Circuit)의 상태로 전환되어 유지될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제어유닛(600)은 스위칭유닛(500)에 연결되어 스위칭유닛(500)의 스위칭작동을 제어하도록 마련된다.
즉, 그리드 로스가 발생되는 경우, 제어유닛(600)은 접점연결유닛(540)이 제1접점(510)과 제2접점(520)에 연결되도록 제어하고, 또한, 페더링이 완료된 경우, 접점연결유닛(540)이 개방 회로(Open Circuit)의 상태가 되도록 제어한다.
한편, 그리드 로스 상태가 종료된 경우, 즉, 전력 계통 라인과 풍력발전기(100)가 연결되어 정상적인 발전을 수행할 수 있는 경우, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결되고, 접점연결유닛(540)의 타측은 제3접점(530)에 연결된다.
여기서, 그리드 로스 상태가 종료된 이후, 구동유닛(300)은 외부 그리드(400)로부터 전력을 공급받아서 작동하게 되고, 구동유닛(300)의 작동에 의해 블레이드(940)의 피치각이 조절되므로, 바람에 의해 블레이드(940)가 회전하면서 다시 발전을 수행할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기(100)에서, 블레이드(940)의 페더링을 수행하기 위해 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면, 풍력발전기(100)가 정상적으로 발전하는 경우, 스위칭유닛(500)의 접점연결유닛(540)은 제1접점(510)과 제3접점(530), 즉, 제너레이터(200)와 외부 그리드(400)를 연결하며, 전력 계통 라인을 통해 제너레이터(200)로부터 발전된 전력을 외부 그리드(400)로 제공하게 된다.
그리고, 풍력발전기(100)에서 전력 계통 라인의 지락이나 단락 등에 의해 그리드 로스가 발생되는 경우, 접점연결유닛(540)은 제1접점(510)과 제2접점(520), 즉, 제너레이터(200)와 구동유닛(300)을 연결하여 제너레이터(200)로부터 발전된 전력을 구동유닛(300)에 제공하게 된다.
이때, 구동유닛(300)은 제너레이터(200)로부터 전력을 공급받아 작동하게 되어 블레이드(940)의 피치각을 조절하는데, 구동유닛(300)은 블레이드(940)가 풍향과 평행하게 위치하도록 블레이드(940)의 피치각을 조절하여 페더링을 수행하게 된다.
이에 의해, 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용하여 블레이드(940)의 페더링을 수행할 수 있으며, 이를 통해, 배터리 사용에 필요한 비용이 감소되고 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 에너지 효율이 상승될 수 있는 효과가 있다.
여기서, 블레이드(940)의 페더링이 완료되면, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결되고, 접점연결유닛(540)의 타측은 개방 회로(Open Circuit)의 상태로 전환될 수 있다.
그리고, 전력 계통 라인과 풍력발전기(100)가 연결되어 정상적인 발전을 수행할 수 있는 경우, 접점연결유닛(540)의 일측은 제1접점(510)에 연결되고, 접점연결유닛(540)의 타측은 제3접점(530)에 연결되는데, 여기서, 구동유닛(300)은 외부 그리드(400)로부터 전력을 공급받도록 마련될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전기(100)의 개략적인 블록도이다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 블레이드(940)의 페더링을 수행하기 위해 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
제2실시예는 제1실시예와 대비시, 제2접점(520)과 구동유닛(300) 사이에 AC-AC컨버터(700)가 배치된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.
즉, 블레이드(940)가 장착되는 허브(930)에 연결되어 제너레이터(200)를 통해 발전이 되는 경우, 발생되는 전류는 교류(Alternating Current,AC)일 수 있다. 그리고, 구동유닛(300)은 교류를 사용하는 AC모터일 수 있다.
하지만, AC모터에서 사용되는 전류의 크기 및 주파수가, 제너레이터(200)에서 생성되는 전류의 크기 및 주파수와 다를 수 있다.
즉, 제너레이터(200)에서 생성되는 전류의 크기 및 주파수의 경우, AC모터를 구동하기 위해 필요한, 즉, AC모터의 정격 용량에 해당되는 전류의 크기 및 주파수로 변환될 필요가 있는데, 이를 위해, 도 3을 참조하면, 제2접점(520)과 구동유닛(300) 사이에 AC-AC컨버터(700)가 배치될 수 있다.
그리고, 제너레이터(200)를 통해 생성되는 전류의 크기 및 주파수를 AC모터의 정격 용량에 맞게 변환하여 AC모터에 공급하게 되며, 이를 통해, AC모터는 정상적인 범위에서 원활하게 작동할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 풍력발전기(100)의 개략적인 블록도이다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 블레이드(940)의 페더링을 수행하기 위해 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용할 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 풍력발전기(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
제3실시예는 제1실시예 및 제2실시예와 대비시, 풍속측정유닛(800)이 더 포함된다는 점에서 제1실시예 및 제2실시예와 차이가 있다.
블레이드(940)에 연결되는 구동유닛(300)은 풍속에 따라 블레이드(940)의 피치각을 조절하도록 마련되는데, 여기서, 풍속이 정격 풍속보다 큰 경우 풍력 발전기의 출력이 일정하게 되도록 블레이드(940)의 피치각을 조절하여 풍력 에너지를 흘려 보낸다.
즉, 전술한 바와 같은 그리드 로스 상태에서뿐만 아니라, 전력 계통 라인이 풍력발전기(100)에 연결되어 있지만 풍속이 소정 범위를 초과하여 발전 계통에 과부하 발생 우려가 있는 경우에도 블레이드(940)의 피치각을 조절하여 페더링을 수행할 수 있다.
이를 위해, 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 풍력발전기(100)에는 풍속측정유닛(800)이 더 포함되어 제어유닛(600)에 연결되며, 제어유닛(600)은 풍속측정유닛(800)에서 측정된 풍속에 따라 스위칭유닛(500)이 제너레이터(200)와 구동유닛(300)에 연결되거나 연결해제되도록 제어한다.
즉, 풍속이 정격 풍속의 범위 이내인 경우, 제어유닛(600)은 스위칭유닛(500)이 제너레이터(200)와 외부 그리드(400)에 연결되도록 제어하며, 이를 통해, 제너레이터(200)로부터 발생된 전력이 외부 그리드(400)로 제공될 수 있게 된다.
그리고, 풍속이 정격 풍속을 벗어나 커트 아웃 풍속 이상인 경우, 제어유닛(600)은 스위칭유닛(500)이 제너레이터(200)와 구동유닛(300)에 연결되도록 제어하며, 이를 통해, 제너레이터(200)로부터 발생된 전력이 구동유닛(300)으로 제공되도록 마련되어 블레이드(940)의 피치각 조절에 의한 페더링을 수행하게 된다.
여기서, 커트 아웃 풍속은, 풍속이 과대하여 풍력발전기(100)에 손상을 유발할 수 있는 경우, 풍력 발전기의 손상을 방지하기 위해 풍력 발전기의 전력 발생을 중단시키도록 마련되는 풍속을 의미한다.
이에 의해, 그리드 로스 상태뿐만 아니라 풍속이 커트 아웃 풍속 이상인 경우에도 배터리를 사용하지 않고 유휴전력을 이용하여 블레이드(940)의 페더링을 수행할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 풍력발전기 200 : 제너레이터
300 : 구동유닛 400 : 외부 그리드
500 : 스위칭유닛 510 : 제1접점
520 : 제2접점 530 : 제3접점
540 : 접점연결유닛 600 : 제어유닛
700 : AC-AC컨버터 800 : 풍속측정유닛
910 : 타워 920 : 나셀
930 : 허브 940 : 블레이드
950 : 회전축

Claims (8)

  1. 블레이드가 장착되는 허브에 연결되어 전력을 생성하는 제너레이터;
    상기 블레이드에 연결되어 상기 블레이드의 피치각을 조절하는 구동유닛; 및
    상기 제너레이터에서 생성되는 전력이 상기 구동유닛에 공급되거나 공급해제될 수 있도록 마련되는 스위칭유닛을 포함하고,
    상기 스위칭유닛은,
    상기 제너레이터에 연결되는 제1접점;
    상기 제1접점으로부터 이격되며, 상기 구동유닛에 연결되는 제2접점;
    상기 제1접점으로부터 이격되며, 상기 제너레이터로부터 생성된 전력이 제공되는 외부 그리드에 연결되는 제3접점; 및
    상기 제1접점에 일측이 연결되고, 상기 제2접점 및 상기 제3접점 중 어느 하나에 타측이 연결되는 접점연결유닛을 포함하되,
    상기 외부 그리드에 전력을 제공하는 전력 계통 라인에 그리드 로스 발생시, 상기 전력 계통 라인의 보호를 위해 상기 전력 계통 라인의 연결이 단절되며, 상기 전력 계통 라인의 연결 단절 후 발생되는 유휴전력을 이용하여 페더링을 수행하는, 풍력발전기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접점연결유닛의 일측은 상기 제1접점에 연결되고, 상기 접점연결유닛의 타측은 상기 제2접점 및 상기 제3접점 중 어느 하나에 연결되거나 개방 회로(Open Circuit)의 상태로 유지되는, 풍력발전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외부 그리드와 상기 제3접점 사이의 연결이 끊어진 경우,
    상기 접점연결유닛의 일측은 상기 제1접점에 연결되고, 상기 접점연결유닛의 타측은 상기 제2접점에 연결되는, 풍력발전기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 블레이드의 페더링(Feathering)이 완료된 경우,
    상기 접점연결유닛의 일측은 상기 제1접점에 연결되고, 상기 접점연결유닛의 타측은 개방 회로의 상태로 유지되는, 풍력발전기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2접점과 상기 구동유닛 사이에 배치되는 AC-AC컨버터를 더 포함하는, 풍력발전기.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위칭유닛에 연결되어 상기 스위칭유닛의 스위칭작동을 제어하는 제어유닛을 더 포함하는, 풍력발전기.
  8. 제7항에 있어서,
    풍속측정유닛을 더 포함하며,
    상기 제어유닛은, 상기 풍속측정유닛에서 측정된 풍속에 따라 상기 스위칭유닛을 상기 구동유닛에 연결하거나 연결해제하도록 제어하는, 풍력발전기.
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