KR101678585B1

KR101678585B1 - 풍력과 태양광을 이용한 발전장치

Info

Publication number: KR101678585B1
Application number: KR1020140069660A
Authority: KR
Inventors: 정길룡
Original assignee: 정길룡
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2016-11-22
Also published as: KR20150141089A

Abstract

본 발명은 풍력과 태양광을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 지주대;와, 상기 지주대에 회전가능하게 설치되고 태양광에 의해 전기가 생산되는 집광판;과, 상기 지주대 상부에 길이방향으로 연장된 형태로 구비되는 회전축;과, 상기 회전축에 기어연결되어 회전축의 회전에 의해 전기가 생산되는 발전기;와, 상기 지주대에 설치되어 상기 집광판과 상기 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 축전기; 및 상기 회전축에 다단으로 축 결합되어 외측에서 내측으로 바람을 수용하여 회전되는 블레이드;가 포함되는 것을 특징으로 하는 풍력과 태양광을 이용한 발전장치에 관한 것이다.

Description

풍력과 태양광을 이용한 발전장치{Power Generator Using Sunlight and Wind Power}

본 발명은 풍력과 태양광을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 블레이드가 바람을 방향에 관계없이 최대로 수용하여 풍력발전을 할 수 있고, 태양위치 추적을 따라 집광판이 움직이게 되어 태양광으로 동시 발전 가능한 풍력과 태양광을 이용한 발전장치에 관한 기술이다.

종래의 풍력 및 태양광 발전을 할 수 있는 대표적인 기술로는 대한민국 등록특허 10-0970158 '충전단자함이 구비된 가로등'에 개시되어 있다.

종래의 기술은 도 1의 충전단자함이 구비된 가로등의 예시도에 도시되어 있다. 지면에 지지되어 수직으로 연장되는 가로등지주(10)와, 상기 가로등 지주에 구비되고 점등에 의해 야간조명을 제공하는 램프(20)와, 상기 가로등지주에 구비되고 태양광의 조사에 의해 전기를 발생시키는 태양전지판(30)과, 상기 가로등지주에 구비되고 풍력에 의해 회전하는 프로펠러의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 풍력발전유닛(40)과, 상기 가로등지주에 구비되고 상기 태양전지판과 상기 풍력발전유닛에 연결되며 상기 태양전지판과 상기 풍력발전유닛(30)에 의해 발전된 전기를 축전하는 축전부(50)와, 상기 가로등지주의 하측에 설치되고 상기 축전부에 연결되며 전기자동차 또는 전기자전거용 배터리의 충전잭이 접속가능한 충전단자(60)가 구비되어 상기 축전부에 축전된 전기를 전기자동차 또는 전기자전거용 배터리의 충전전력으로 제공하는 충전단자함과, 상기 가로등지주에 구비되고 상기 축전부의 축전과 상기 충전단자함으로의 전력제공을 제어하는 컨트롤러(70)를 포함하여 이루어진다.

그러나, 종래에는 바람에 따라 회전하는 프로펠러가 설치되어 있어 바람을 효율적으로 이용하는 방법이 제시되어 있지 않으며, 태양전지판이 단지 고정되어 설치되는 것이라서 태양의 이동에 따라 효과적으로 직사광을 활용하지 못한 문제점이 있어왔다.

KR

10-0970158

B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 바람의 방향에 상관없이 바람의 양을 최대한 수용하여 풍력 발전할 수 있으며, 또한 태양의 이동경로를 추적하여 태양광 발전을 할 수 있는 풍력과 태양광을 이용한 발전장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지주대;와, 상기 지주대에 회전가능하게 설치되고 태양광에 의해 전기가 생산되는 집광판;과, 상기 지주대 상부에 길이방향으로 연장된 형태로 구비되는 회전축;과, 상기 회전축에 기어연결되어 회전축의 회전에 의해 전기가 생산되는 발전기;와, 상기 지주대에 설치되어 상기 집광판과 상기 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 축전기; 및 상기 회전축에 다단으로 축 결합되어 외측에서 내측으로 바람을 수용하여 회전되는 블레이드;가 포함되되, 상기 블레이드는 상기 회전축에 축 결합되는 끼움구와, 상기 끼움구에서 일정거리 이격되고 회전방향으로 일정각도마다 상기 회전축을 중심으로 회전된 상태로 각각 형성되는 바람가압면과, 상기 바람가압면의 상단과 하단 각각에서 상기 끼움구 외측까지 연결되게 형성되어 상기 바람가압면과 끼움구 외주 사이가 연통되게 하여 내측으로 바람을 수용하는 상측가이드면과 하측가이드면으로 구성되되, 상기 상측가이드면과 하측가이드면은 상기 끼움구에서 멀어질수록 폭이 넓어지게 형성되며, 상기 바람가압면은 경사지게 형성되고, 상기 집광판은 모터의 회전에 연동되어 상기 집광판이 상기 지주대에 대하여 일정각도로 회전되고, 상기 지주대에 고정되게 구비되는 원형부스바와, 상기 집광판 내측에 고정되어 상기 집광판이 회전시 상기 원형부스바와 전기적으로 접점되게 구비되는 브러쉬가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력과 태양광을 이용한 발전장치를 제공한다.

삭제

상기 지주대에는 일측으로 설치되는 받침대와, 상기 받침대에 상기 축전기와 전기적으로 연결되는 전등이 설치되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

우선, 블레이드가 내측으로 바람을 수용할 수 있도록 하여 바람의 양을 내부로 최대한 가이드 하여 풍력을 높일 수 있어 풍력 발전효율이 높다.

또한, 집광판이 모터와 연결되어 축에 대하여 회전할 수 있도록 구성됨에 따라서, 태양 이동 경로에 따라 집광판이 이동되게 하여 발전효율을 최대한 높일 수 있다.

도 1은 종래의 태양광과 풍력을 이용한 발전장치 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력과 태양광을 이용한 발전장치의 구성단면도.
도 3은 도 2의 집광판측 상세 확대도.
도 4는 블레이드의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력과 태양광을 이용한 발전장치의 구성단면도를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명인 풍력 밑 태양광 발전장치는 그 구성이 지주대(100), 집광판(200), 회전축(300), 발전기(400), 축전기(500) 및 블레이드(600)를 포함하여 이루어지게 된다.

먼저, 지주대(100)는 각 구성품을 설치하기 위한 것으로 지면에 대하여 수직방향으로 길이가 길게 형성되게 된다.

여기서, 상기 지주대(100)는 하측부와 상측부로 나눠지고, 하측부 내부로 상기 상측부가 삽입되어 길이를 조절할 수 있으며 볼트 등 고정수단에 의하여 조절된 길이를 고정할 수 있다.

그리고, 집광판(200)은 상기 지주대(100)에 설치되어 태양광에 의해 전기를 생산할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 집광판(200)은 다각형 또는 원통형으로 형성되고, 상기 지주대(100)에 대하여 축 결합 베어링에 의해 회전 가능하게 설치된다.

상기 집광판(200)이 회전 가능하게 설치됨으로써, 태양이 뜰 때부터 질때까지 최대한 직사광을 확보할 수 있어 종래의 고정식 태양 집광판에 비해 효율적으로 발전할 수 있다.

즉, 상기 집광판(200)의 태양의 위치변화에 따라 위치 추적할 수 있게 된다.

상기 집광판(200)은 상기 지주대에 축 결합되고, 상기 집광판은 모터(820)의 회전에 연동되어 상기 집광판(200)이 상기 지주대에 대하여 일정각도로 회전되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 모터(820)의 작동은 제어부(900)의 프로그램 컨트롤에 의해 일정시간마다 회전을 할 수 있게 설정할 수 있다.

그리고, 상기 집광판(200)은 상기 축전기(500)와 연결 및 제어부(900)와 전기적으로 연결되어야 하는데, 기존 전선은 집광판(200) 회전시 꼬임 발생하는 경우가 종종 있었는데, 상기 집광판(200)이 설치된 지주대(100)측에 와이어리스(wireless)인 원형부스봐와 브러시를 이용하였다.

상세하게는 도 3은 도 2의 집광판측 상세 확대도에서 도시된 바와 같이 상기 지주대(100)에 원형부스바(840)가 고정 설치되게 되고, 상기 원형부스바(840)와 전기적으로 연결되기 위해 상기 집광판(200) 내측에 고정되어 상기 원형부스바(840)와 전기적으로 접점되게 구비되는 브러쉬(860)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 집광판(200)이 회전시 브러쉬(860)는 상기 원형부스바(840)에 안정적으로 접촉되어 전기를 전달할 수 있는 이점이 있다.

이상은 태양광발전에 관한 설명이었고, 아래에서는 풍력발전에 관한 기술 내용과 블레이드에 대하여 설명하기로 한다.

도 2에서 풍력발전을 위해 상기 지주대(100)의 상부에 회전축(300)이 길이방향으로 연장된 형태로 회전 가능하게 구비되어 블레이드(600)를 고정할 수 있다.

여기서, 회전축(300)은 상기 블레이드(600)가 바람에 의해 회전할 수 있도록 지지하는 축이다.

상기 회전축(300)에 기어연결되어 상기 회전축(300)의 회전 동력을 전달받은 발전기(400)로 풍력 발전을 생산하게 된다.

그리고, 상기 발전기(400)에서 생산된 전기는 바로 사용할 수 있으며, 축전기(500)로 저장하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 지주대(100)에는 일측으로 설치되는 받침대(720)와, 상기 받침대에 상기 축전기와 전기적으로 연결되는 전등(740)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 전등(740)은 상기 발전기(400)와 바로 연결되어 사용할 수 있으며, LED모듈로된 등을 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 축전기(500)는 앞서 집광판(200)에서 생성된 전기도 저장되게 된다.

상기 회전축(300)의 회전률이 높을수록 많은 전기가 생산되게 되는데, 이는 블레이드(600)의 설계 구조에 따라 최적화하여 실시할 수 있는 것이 본원발명의 주요 특징 중 하나이다..

상기 블레이드(600)는 상기 회전축(300)에 축 결합되어 내측으로 바람을 수용하여 회전할 수 있는 것이다.

상기 블레이드(600)는 상기 회전축(300)에 다단으로 설치되어 풍력발전량을 높일 수 있다. 여기서, 상기 블레이드(600)는 상기 회전축(300) 중심부에 축 결합되므로 무게중심이 일방향으로 치우치지 않으므로 최대한 많은 블레이드(600)를 설치할 수 있게 된다.

상기 블레이드(600)의 구조 즉 측 단면을 참조하여 더 자세하게 설명하기로 한다.

도 4은 블레이드의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 먼저, 상기 블레이드(600)는 상기 회전축(300)에 축 결합되는 끼움구(620)가 형성되게 된다.

그리고, 상기 끼움구(620)의 외주에 날개형이 형성되는데, 개별적 형상은 'ㄷ'자 형으로 형성되어 내측으로 바람을 수용할 수 있게 된다.

도 4에서는 내부 바람 흐름을 알기 쉽게 표현한 것으로 상측가이드면을 제외한 'ㄴ'자 형상으로 표현하였다.

자세하게 살펴보면, 상기 끼움구(620)에서 일정거리 이격되고 회전방향으로 일정각도마다 상기 회전축(300)을 중심으로 회전된 상태로 각각 바람가압면(640)이 형성된다. 그리고, 상기 바람가압면의 상단과 하단 각각에서 상기 끼움구 외측까지 연결되게 형성되어 상기 바람가압면과 끼움구 외주 사이가 연통되게 하여 내측으로 바람을 수용하는 상측가이드면과 하측가이드면(680)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그래서, 상기 블레이드(600)는 전측과, 양단이 개방되게 된다. 여기서 전측은 상기 바람가압면(640)의 반대편이고, 양단은 상기 상측가이드면과 하측가이드면(680)의 양단이며, 양단에서 상기 끼움구측을 내측단이라 하면, 반대편을 외측단이라 하겠다.

바람 수용은 상기 전측이 개구되어 상기 상측가이드면과 하측가이드면(680) 사이로 유입되어 반대편에 있는 바람가압면(640)을 가압하게 되고, 외측단에서 유입된 바람은 상기 바람가압면(640)을 따라서 내측단으로 유입되어 다음 각도에 형성되어 있는 바람가압면(640)에 가압하여 블레이드(600)가 회전할 수 있게 된다.

여기서, 상측가이드면은 하측가이드면과 동일한 형상이고, 상기 하측가이드면에 대하여 상부 이격된 것이다.

그리고, 상기 상측가이드면과 하측가이드면은 상기 끼움구에서 멀어질수록 폭이 넓어지게 형성되어 넓은 쪽에서 좁은 쪽으로 풍속을 빠르게 통과되게 할 수 있으며 증가된 풍력은 시계방향으로 일정각도 회전된 바람가압면 내측을 가압할 수 있다. 그리고, 상기 바람가압면은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 풍력과 태양광을 이용한 발전장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 지주대 200: 집광판
300: 회전축 400: 발전기
500: 축전기 600: 블레이드
720: 받침대 740: 전등
820: 모터 840: 원형부스바
860: 부스바 900: 제어부

Claims

지주대(100);와,
상기 지주대에 회전가능하게 설치되고 태양광에 의해 전기가 생산되는 집광판(200);과,
상기 지주대 상부에 길이방향으로 연장된 형태로 구비되는 회전축(300);과,
상기 회전축에 기어연결되어 회전축의 회전에 의해 전기가 생산되는 발전기(400);와,
상기 지주대에 설치되어 상기 집광판과 상기 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 축전기(500); 및
상기 회전축에 다단으로 축 결합되어 외측에서 내측으로 바람을 수용하여 회전되는 블레이드(600);가 포함되되,
상기 블레이드(600)는 상기 회전축에 축 결합되는 끼움구(620)와, 상기 끼움구에서 일정거리 이격되고 회전방향으로 일정각도마다 상기 회전축을 중심으로 회전된 상태로 각각 형성되는 바람가압면(640)과, 상기 바람가압면의 상단과 하단 각각에서 상기 끼움구 외측까지 연결되게 형성되어 상기 바람가압면과 끼움구 외주 사이가 연통되게 하여 내측으로 바람을 수용하는 상측가이드면과 하측가이드면(680)으로 구성되되, 상기 상측가이드면과 하측가이드면은 상기 끼움구에서 멀어질수록 폭이 넓어지게 형성되며, 상기 바람가압면은 경사지게 형성되고,
상기 집광판(200)은 모터(820)의 회전에 연동되어 상기 집광판이 상기 지주대에 대하여 일정각도로 회전되고, 상기 지주대(100)에 고정되게 구비되는 원형부스바(840)와, 상기 집광판 내측에 고정되어 상기 집광판이 회전시 상기 원형부스바와 전기적으로 접점되게 구비되는 브러쉬(860)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력과 태양광을 이용한 발전장치.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 지주대(100)에는 일측으로 설치되는 받침대(720)와, 상기 받침대에 상기 축전기와 전기적으로 연결되는 전등(740)이 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력과 태양광을 이용한 발전장치.
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