KR101777966B1 - Cross-flow vertical-type wind power system with optimal energy harvesting function according to wind direction or speed - Google Patents

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강래형
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Abstract

The present invention relates to a cross current-type vertical-type wind power generation system capable of collecting optimal energy depending on the direction or speed of wind. The cross current-type vertical-type wind power generation system capable of collecting optimal energy depending on the direction or speed of wind comprises: a housing which has an upper plate and a lower plate and is open in a circumferential direction; an impeller which has a plurality of blades disposed in a radial direction to form a flow of wind depending on the introduction and discharge directions of the wind; a cross current-type wind generation unit which includes a plurality of guide vanes and guide plates disposed at regular intervals in a circumferential direction of an impeller, disposed between an upper plate and a lower plate, and integrally disposed toward an outer circumferential surface of a housing; an anemovane disposed at an upper plate or a lower plate to measure the speed and the direction of wind; and a control unit to control at least one operation of the anemovane, the impeller, the guide vanes, and the guide plate. When information obtained from the anemovane and power generated by rotation of the impeller are checked by the control unit, a position of at least one of the guide vanes and the guide plate integrally formed is changed between the upper plate and the lower plate by the control unit, and then an introduction range of wind is changed. According to the present invention, the cross current-type vertical-type wind power generation system can improve generation efficiency by changing the position of a wind power generation system structure and the shape of the wind power generation system structure depending on the real-time direction or speed of the wind.

Description

풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템 {CROSS-FLOW VERTICAL-TYPE WIND POWER SYSTEM WITH OPTIMAL ENERGY HARVESTING FUNCTION ACCORDING TO WIND DIRECTION OR SPEED}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical wind power generation system and a vertical wind power generation system capable of collecting optimal energy according to wind direction or wind speed,

본 발명은 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a crossflow type vertical wind power generation system capable of collecting optimal energy according to wind direction or wind speed.

20세기 화석연료 사용으로 인한 지구 온난화 문제 및 환경오염으로 21세기 들어 화석연료대신 자연 에너지를 활용한 신재생에너지가 각광받고 있다. 세계 각국에서는 CO2 발생을 줄이고, 신재생에너지 비율을 늘이는 노력을 기울이고 있다. 신재생에너지의 한 종류로서 바람 에너지가 각광을 받고 있다. 그러나 바람 에너지는 밀도가 낮고, 바람의 방향과 속도가 수시로 바뀌는 문제가 있다. 또한 바람의 지속성이 떨어져 현재 활용중인 기존의 축류형 풍력발전장치(axial-flow wind turbine)들의 가동율이 30%이하로 매우 낮은 상태이다. 축류형 풍력발전장치는 회전축이 수평하게 배치되어 있어 수평축 풍력장치라고도 하며, 블레이드의 길이보다 더 큰 타워를 세워 운영해야 하기 때문에 구조물이 커지고 이에 따라 설치비나 기기 고장시 유지보수 비용이나 시간이 많이 걸리는 단점도 가지고 있다.Renewable energy using natural energy instead of fossil fuels has been attracting attention due to global warming and environmental pollution caused by the use of fossil fuels in the 20th century. Countries around the world are making efforts to reduce CO 2 emissions and increase the ratio of renewable energy. Wind energy is attracting attention as a kind of renewable energy. However, there is a problem that the wind energy is low in density and the direction and speed of the wind change from time to time. In addition, due to the lack of wind durability, the utilization rate of existing axial-flow wind turbines is very low, less than 30%. Axial flow type wind turbine equipment is also called as horizontal axis wind turbine because the rotating axis is arranged horizontally and the tower which is bigger than the blade length must be installed and operated so that the structure becomes big and the maintenance cost or time is long It also has disadvantages.

기존 축류형 풍력발전장치의 문제점인 풍향, 풍속 그리고 바람의 지속성 문제 등의 해결방안을 제시하여 이를 개선하고 풍력발전장치의 가동률을 더 높이는 연구가 필요하다.It is necessary to study the problems of wind direction, wind speed, and wind sustainability, which are problems of existing axial wind power generators, and to improve them and to increase the operation rate of wind power generators.

한편, 회전축이 지면에 수직으로 세워진 횡류형 수직 풍력발전장치 (또는 수직축 풍력발전장치라고도 함)의 경우에도 발전기의 출력이 약하고 초기에 스스로 구동하기 힘든 단점이 있다. 이러한 기존의 축류형 풍력발전장치와 횡류형 풍력발전장치의 단점을 개선하여 에너지 변환 효율이 높고 신뢰성이 확보된 풍력발전장치 개발이 필요한 시점이다. On the other hand, even in the case of a cross-flow type vertical wind power generation device (or a vertical axis wind power generation device) in which the rotary shaft is erected perpendicularly to the ground, the output of the generator is weak and it is difficult to drive itself at the initial stage. It is time to develop a wind turbine generator with improved energy conversion efficiency and reliability by improving the disadvantages of the conventional axial wind turbine generator and transverse wind turbine generator.

(한국등록실용신안 제20-0410916호, 풍력발전 장치, 2006년03월03일)(Korean Registered Utility Model No. 20-0410916, Wind Power Generator, Mar. 03, 2006)

본 발명의 목적은, 풍향 또는 풍속에 따라 풍력 발전 시스템의 구조 변경이 가능하게 하여 전체적인 발전 효율을 높일 수 있는, 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a transverse vertical wind power generation system capable of increasing the overall power generation efficiency by making it possible to change the structure of the wind power generation system in accordance with wind direction or wind speed and capable of collecting the optimum energy according to wind direction or wind speed.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템은 둘레방향을 따라 개방되어 상판과 하판을 구비하는 하우징과, 바람의 유입과 토출방향을 따라 바람의 흐름이 형성되도록 복수의 날개가 반경방향을 향하여 연통되도록 배치되는 임펠러, 임펠러의 둘레방향에서 소정거리 이격 배치되고 상판과 하판 사이에 배치되어 하우징의 외주면을 향하여 복수로 배치되는 일체로 형성된 가이드 베인 및 가이드 판을 구비하는 횡류형 풍력 발전 유니트; 상판 또는 하판에 배치되어 바람의 속도와 방향을 측정하는 풍속 풍향계; 및 풍속 풍향계, 임펠러 및 가이드 베인과 가이드 판 중 적어도 하나 이상의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하며, 일체로 형성된 가이드 베인과 가이드 판 중 적어도 하나 이상은, 풍속 풍향계에서 획득되는 정보와 임펠러의 회전에 의해 생산되는 전력이 제어부를 통해 확인되면, 제어부에 의해 상판과 하판 사이에서 위치가 가변적으로 변경되어 바람의 유입 범위를 변경된다.In order to achieve the above object, a cross-flow type vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to a wind direction or wind speed according to an embodiment of the present invention includes a housing having a top plate and a bottom plate opened along a circumferential direction, And a plurality of blades arranged so as to communicate with each other in a radial direction so as to form a flow of wind along the discharge direction, a plurality of impeller arranged at a predetermined distance from the circumferential direction of the impeller, disposed between the upper plate and the lower plate, A wind power generator unit having a guide vane and a guide plate integrally formed thereon; A wind speed weatherometer installed on the upper or lower plate to measure the speed and direction of the wind; And at least one of a guide vane and a guide plate formed integrally with each other is used to control at least one of the information obtained from the wind speed vane and the rotation speed of the impeller, The control unit changes the position between the upper plate and the lower plate to change the inflow range of the wind.

여기서, 일체로 형성된 가이드 베인과 가이드 판은, 임펠러에 인접하여 배치되는 가이드 베인의 종단이 상판과 하판 사이에서 이동할 수 있도록 변위 변환장치와 연결될 수 있다. 변위 변환장치는 전기 모터 또는 서모 모터 중 하나로 연결되어 제어부의 의해서 이동범위가 결정될 수 있다.Here, the integrally formed guide vane and the guide plate may be connected to the displacement transducer so that the end of the guide vane disposed adjacent to the impeller can move between the upper plate and the lower plate. The displacement transducer may be connected to one of the electric motor and the thermo-motor, and the range of movement may be determined by the control unit.

여기서, 가이드 판과 상기 가이드 베인은 적어도 하나 이상의 구멍이 형성되어 가이드 판과 가이드 베인을 따라 흐르는 바람의 유동을 제어할 수 있다.At least one or more holes may be formed in the guide plate and the guide vane to control the flow of the wind along the guide plate and the guide vane.

여기서, 횡류형 수직 풍력 발전 유니트는 적어도 2 개 이상이 적층배열 되거나 수평방향으로 병렬 배치될 수 있다.At least two cross-flow vertical wind power generators may be stacked or arranged in parallel in the horizontal direction.

여기서, 임펠러의 날개 수, 상기 가이드 판의 수, 상기 가이드 베인의 수는 각각 2의 배수 개로 구비될 수 있다.Here, the number of the impeller blades, the number of the guide plates, and the number of the guide vanes may be each a multiple of 2.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템에 의하면, 실시간 풍향 또는 풍속에 따라 풍력 발전 시스템의 구조의 위치 변경이나 형상을 개선하여 전체적인 발전 효율을 높일 수 있게 된다.According to the cross-flow type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or the wind speed related to the present invention, the position change and the shape of the wind power generation system are improved in accordance with the real- .

도 1은 본 발명의 일 실시예로 사각형 형태의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트의 구성을 보인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 팔각형 형태의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트의 구성을 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로 원형 형태의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트의 구성을 보인 개념도이다.
도 4는 도 1을 기준으로 한 본 발명의 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템의 개념도이다.
도 5는 도 4의 시스템을 수직 적층한 형태로 본 발명의 변형 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템의 개념도이다.
도 6은 횡류형 수직 풍력 발전 유니트의 유동해석을 위한 시스템 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전 유니트 임펠러의 사시도이다.
도 8은 도 6의 시스템 구성을 활용하여 유동해석을 수행한 결과 내부가 뚫린 임펠러와 내부가 막힌 임펠러의 유동해석 차이를 보여주는 해석 결과 이미지이다.
도 10은 도 9의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트에 바람이 유입되어 발전을 시작하는 경우, 최적 발전 효율을 위해 가이드 판과 가이드 베인의 위치를 최적의 위치로 이동 시켜주는 것을 보여주는 개념도이다.
도 11은 도 9의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트에 바람이 유입되어 발전을 시작하는 경우, 최적 발전 효율을 위해 두 개씩 붙어 있던 가이드 판과 가이드 베인이 둘로 나눠져 위치를 최적화 하는 것을 보여주는 개념도이다.
도 12는 가이드 판과 가이드 베인의 위치 및 형상 변화를 통해 발전 성능 향상에 도움이 되는지 평가하기 위해 실제 풍동시험을 수행한 장면이다.
도 13은 도 12에 나타낸 실험 셋업을 통해 얻어진 결과로서 초기 설치된 위치에서 조정된 위치로 변경한 경우 회전속도가 11.67% 정도 높아지는 결과를 얻은 그래프이다.FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the construction of a rectangular cross-flow vertical wind power generator unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing the construction of an octagonal cross-flow type vertical wind power generator unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram showing the construction of a transverse vertical wind power generation unit of a circular shape according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a crossflow type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or wind speed of the present invention based on FIG.
5 is a conceptual diagram of a crossflow type vertical wind power generation system in which the system of FIG. 4 is vertically stacked and is capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or the wind speed according to the modified embodiment of the present invention.
6 is a system configuration diagram for the flow analysis of the crossflow type vertical wind power generation unit.
7 is a perspective view of a wind power unit impeller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an image showing an analysis result showing the difference in flow analysis between an inner impeller and an inner impeller as a result of performing a flow analysis using the system configuration of FIG.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing that the position of the guide plate and the guide vane is moved to an optimum position for optimum power generation efficiency when the wind starts to flow into the cross-flow type vertical wind power generation unit of FIG.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing that the guide plate and the guide vane, which are attached to each other for optimal power generation efficiency, are divided into two parts to optimize the position when the wind starts to flow into the cross-flow type vertical wind power generation unit of FIG.
Fig. 12 is a scene in which an actual wind tunnel test is performed in order to evaluate whether or not the position and shape of the guide plate and the guide vane contribute to improvement of power generation performance.
FIG. 13 is a graph obtained as a result obtained through the experiment setup shown in FIG. 12, in which the rotation speed is elevated by 11.67% when the position is changed from the initial installed position to the adjusted position.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, throughout the specification, the term " on " means located above or below a target portion, and does not necessarily mean that the target portion is located on the upper side with respect to the gravitational direction.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여한다.Hereinafter, a cross-flow vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to a wind direction or a wind speed according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations.

도 1은 본 발명의 일 실시예로 사각형 형태의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트의 구성을 보인 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the construction of a rectangular cross-flow vertical wind power generator unit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템은 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100)의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100)는 상판(120) 및 하판(130)을 구비하는 하우징(110), 가이드 판(140), 가이드 베인(150) 및 임펠러(160)로 구성될 수 있으며, 그 역할은 내부공간(I)을 만들어 외부에서 부는 바람을 적절히 모아 임펠러(160)에 유속이 높은 바람을 유입시키는 데에 있다.1, a transverse current vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to a wind direction or an air speed according to an embodiment of the present invention includes a transverse current type vertical wind power generation unit 100 of a transverse current type vertical wind power generation unit 100 May be constituted by a housing 110 having a top plate 120 and a bottom plate 130, a guide plate 140, a guide vane 150 and an impeller 160, So that the wind blowing from the outside is appropriately collected and the wind having a high flow velocity is introduced into the impeller 160.

이를 위해, 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100)의 입구 면적은 크고 출구 면적은 작게 구성하는 것이 유리하다. 수직 풍력 발전기의 경우에는 바람이 어느 방향에서 불어오든지 발전이 가능하게 하기 위하여 2의 배수에 해당하는 가이드 판(140)과 가이드 베인(150)을 설치할 수 있으며, 4의 배수로 구성되는 것이 바람직하다. 바람이 F와 같이 구성된다면 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100)를 지나 F' 방향으로 대부분 빠져나가도록 구성된다.For this purpose, it is advantageous that the cross-flow type vertical wind power generator unit 100 has a large inlet area and a small outlet area. In the case of a vertical wind turbine generator, a guide plate 140 and a guide vane 150 corresponding to a multiple of 2 can be installed to enable generation of wind whichever the wind blows. If the wind is constructed as F, it is configured so as to mostly pass through the transverse vertical wind power generation unit 100 in the direction F '.

하우징(110)은 둘레방향을 따라 개방되어 상판(120)과 하판(130)을 구비하여 바람의 이동을 안내하는 유로를 형성한다. 임펠러(160)는 바람의 유입과 토출방향을 따라 바람의 흐름이 형성되도록 복수의 날개가 반경방향을 향하여 연통되도록 배치된다. 임펠러(160)는 양측 종단이 후술하는 회전축에 연결되며, 하우징(110)의 중앙에 배치되어 유입되는 바람에 따라 회전하면서 회전에 의해 전력을 생산하는 역할을 한다. 가이드 판(140), 가이드 베인(150)은 임펠러(160)의 둘레방향에서 소정거리 이격 배치되고 상판(120)과 하판(130) 사이에 배치되어 하우징의 외주면을 향하여 일체로 형성되어 복수로 배치된다.The housing 110 is opened along the circumferential direction and includes a top plate 120 and a bottom plate 130 to form a flow path for guiding wind movement. The impeller 160 is disposed so that a plurality of blades are communicated in a radial direction so as to form a wind flow along the inflow and outflow directions of the wind. Both ends of the impeller 160 are connected to a rotating shaft, which will be described later. The impeller 160 is disposed at the center of the housing 110 and rotates according to the incoming wind to generate electric power by rotation. The guide plate 140 and the guide vane 150 are disposed at a predetermined distance from the circumferential direction of the impeller 160 and are disposed between the upper plate 120 and the lower plate 130 to be integrally formed toward the outer circumferential surface of the housing, do.

도면에서 가이드 베인(150)과 임펠러(160)의 외주면이 연결된 것으로 도시되었으나, 이는 가이드 베인(150)과 임펠러(160)이 결합된 것을 의미하는 것이 아니며, 전술한 바와 같이 가이드 베인(150)는 임펠러(160)의 외주면에서 소정거리 이격되어 임펠러(160)의 회전시 함께 회전하지 않고 유입된 바람의 이동을 안내하는 역할을 하는 것이다. 예를 들면, 지름 1.5m, 높이 1.8m 임펠러를 구동시키기 위해 가이드 베인(150)과 임펠러(160) 사이에 2.5cm 유격을 두어 설치할 수 있는 것으로서 설치간격이 이에 제한되는 것은 아니다.Although the guide vane 150 and the outer circumferential surface of the impeller 160 are shown as being connected to each other in the drawing, the guide vane 150 does not mean that the guide vane 150 and the impeller 160 are coupled to each other. The impeller 160 is spaced apart from the outer circumferential surface of the impeller 160 by a predetermined distance, and serves to guide the movement of the introduced wind without rotating together when the impeller 160 rotates. For example, a gap of 2.5 cm may be provided between the guide vane 150 and the impeller 160 to drive the impeller with a diameter of 1.5 m and a height of 1.8 m, and the installation interval is not limited thereto.

이때, 가이드 판(140) 및 가이드 베인(150)은 바람의 풍향 및 풍속의 조건과 임펠러(160)에서 생산되는 전략량에 따라 위치가 가변적으로 변경된다. 이때, 임펠러(160)에 인접하여 배치되는 가이드 베인(150)의 종단은 상판(120)과 하판(130) 사이에 이동할 수 있도록 핀(151-1), 기어(151-2), 가이드 레일(151-3)과 같은 변위 변환장치(151)에 연결된다. 변위 변환장치(151)는 전기 모터, 서모 모터 및 압전 작동기와 같은 하나 또는 그 이상의 구동기(152)로 연결될 수 있다. 따라서, 가이드 판(140) 및 가이드 베인(150)은 구동기(152)의 구동에 따라 상판(120)과 하판(130) 사이에서 이동하면서 바람의 유입되는 범위를 가변적으로 조정하게 된다. 이때, 가이드 판(140) 및 가이드 베인(150)의 가변은 후술하는 제어부를 통해서 이루어진다.At this time, the position of the guide plate 140 and the guide vane 150 is changed according to the wind direction and the wind speed and the amount of the strategy produced by the impeller 160. At this time, the end of the guide vane 150 disposed adjacent to the impeller 160 is connected to the pin 151-1, the gear 151-2, and the guide rail (not shown) so as to move between the upper plate 120 and the lower plate 130 151-3, respectively. The displacement transducer 151 may be connected to one or more actuators 152, such as an electric motor, a thermomotor, and a piezoelectric actuator. Accordingly, the guide plate 140 and the guide vane 150 are moved between the upper plate 120 and the lower plate 130 according to the driving of the driver 152 to variably adjust the range of wind inflow. At this time, the variable of the guide plate 140 and the guide vane 150 is performed through a control unit described later.

한편, 가이드 판(140) 및 가이드 베인(150)은 형상기억합금이나 압전작동기가 부착되어 있거나 구조 내에 삽입된 형태로 구성되어 바람의 방향 및 크기에 따라 가변적으로 변형되면서 하우징(110)내로 유입되는 바람의 범위를 조정할 수 있다. 이때에는 별도의 변위 변환장치(151)나 구동기(152) 없이 구동될 수 있다.The guide plate 140 and the guide vane 150 are formed in a shape having a shape memory alloy or a piezoelectric actuator attached thereto or inserted into the structure and are deformed according to the direction and size of the wind to be introduced into the housing 110 The range of wind can be adjusted. At this time, it can be driven without a displacement transducer 151 or a driver 152.

횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 사각형으로 구성될 수 있지만, 도 2와 도 3과 같이 다각형 또는 원형으로 다양한 형상도 가능함은 물론이다. 이와 같은 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100, 200, 300)는 건축물 등 육지 상에 설치할 수도 있으며, 해상 또는 공중 부유식 풍력 발전 시스템에도 적용이 가능하다. The cross-flow type vertical wind power generator unit 100 may have a rectangular shape as shown in FIG. 1, but may have a polygonal or circular shape as shown in FIGS. 2 and 3. Such transverse vertical wind power generation units 100, 200, and 300 may be installed on land, such as buildings, and may be applied to a marine or air floating wind power generation system.

도 4는 도 1을 기준으로 한 본 발명의 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a crossflow type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or wind speed of the present invention based on FIG.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템은 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(410), 풍속 풍향계(470), 발전유닛(480), 및 제어부(490)를 포함하여 구성된다. 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(100)의 전반적인 구동은 제어부(490)와 연결되어 구동되며, 자세한 내용은 이하에서 더욱 구체적으로 설명한다.4, the crossflow type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or the wind speed according to the embodiment of the present invention includes a crossflow type vertical wind power generation unit 410, a wind speed wind direction meter 470, (480), and a control unit (490). The overall driving of the crossflow type vertical wind power generator unit 100 is connected to the controller 490 and driven, and the details will be described in more detail below.

횡류형 수직 풍력 발전 유니트(410)는 상판(420), 하판(430), 가이드 판(440), 가이드 베인(450), 임펠러(460)를 구비하여 유입되는 바람에 따라 임펠러(460)가 회전된다.The vertical wind type vertical wind power generation unit 410 includes an upper plate 420, a lower plate 430, a guide plate 440, a guide vane 450 and an impeller 460. The impeller 460 rotates do.

이때, 임펠러(460)는 횡류형 수직 풍력 발전 시스템에 구비된 회전축(481)에 연결되며, 회전축(481)의 구동에 따라 발전유닛(480)이 구동하게 된다. 즉, 발전 유닛의 회전축(481)은 상판(420)에 베어링(미도시)과 함께 연결되고, 아래쪽으로는 하판(430)을 통과하여 변속기(482)를 거쳐 발전기(483)로 연결되어 임펠러(460)의 회전력을 발전기(483)에서 전달한다.At this time, the impeller 460 is connected to a rotary shaft 481 provided in the transverse vertical wind power generation system, and the power generation unit 480 is driven by the rotation of the rotary shaft 481. That is, the rotary shaft 481 of the power generation unit is connected to the upper plate 420 together with a bearing (not shown), and the lower portion is connected to the generator 483 through the lower plate 430, the transmission 482, 460 in the generator 483.

발전기(483)는 임펠러(460)의 회전에 따라 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시키고, 축전기(미도시)는 전기 에너지를 축전하게 된다. 발전기(483)는 지지대(S)에 고정되어 사용될 수 있다.The generator 483 converts mechanical energy into electric energy in accordance with rotation of the impeller 460, and a capacitor (not shown) stores electric energy. The generator 483 can be fixedly used on the support S.

이때, 최적 발전 효율을 달성하기 위하여 제어부(490)는 풍속 풍향계(470)로부터는 풍속 및 풍향정보(491)를 획득하고, 발전기(483)로부터 전력 공급 및 전력 신호(492)를 받아 되먹임(feedback) 제어를 수행하여 계산된 결과를 토대로 가이드 판(440)과 가이드 베인(450)을 설정된 범위로 변형 또는 이동할 수 있도록 제어력(493)을 가한다. In order to achieve the optimum power generation efficiency, the controller 490 obtains the wind speed and the wind direction information 491 from the wind speed vane 470, receives the power supply and the power signal 492 from the generator 483, ) Control is applied to the guide plate 440 and the guide vane 450 so that the guide plate 440 and the guide vane 450 can be deformed or moved to a predetermined range based on the calculated result.

이때, 가이드 베인(450)은 전술한 바와 같이, 변위 변환장치(151)에 의해서 상판(420) 및 하판(430) 사이에 연결되어 있다. 따라서 가이드 베인(450)은 전기모터, 서보모터 및 압전 작동기와 같은 구동기(152)로부터 가해지는 제어력(493)에 의해 변위 변환장치(151)를 통해 이동범위가 결정되어 유입되는 바람의 범위를 조정하게 된다.At this time, the guide vane 450 is connected between the upper plate 420 and the lower plate 430 by the displacement transducer 151 as described above. Therefore, the guide vane 450 is controlled by a control force 493 applied from a driver 152 such as an electric motor, a servo motor, and a piezoelectric actuator to adjust the range of the incoming wind through the displacement transducer 151 .

바람은 일반적으로 풍향 및 풍속이 지속적으로 변하기 때문에 풍력발전의 생산되는 전력량은 지속적으로 변하게 된다. 이에 따라 제어부(490)는 바람의 풍향, 풍속 및 생산되는 전력량을 고려하여 가이드 판(440)과 가이드 베인(450)의 유입되는 바람의 범위가 가변되도록 변동시킴으로써 최적의 에너지 수집이 가능하도록 능동적으로 대응할 수 있다.As winds generally change in wind direction and wind speed continuously, the amount of power produced by wind power generation is constantly changing. Accordingly, the controller 490 varies the range of the wind that flows through the guide plate 440 and the guide vane 450 in consideration of the wind direction, the wind speed, and the amount of generated power, so that the controller 490 can actively Can respond.

한편, 상판(420) 및 하판(430)에는 가이드 판(440)과 가이드 베인(450)의 이동 범위를 설정된 범위 이상으로 이동하는 것을 제한 할 수 있도록 가이드 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 가이드 홈은 급작스러운 강풍 등에 의해서 가이드 판(440)과 가이드 베인(450)이 설정된 범위 이상으로 이동하는 것을 방지함으로써 가이드 판(440)과 가이드 베인(450)의 손상을 방지하여 일정한 출력을 유지하도록 할 수 있다.Guide grooves (not shown) may be formed on the upper plate 420 and the lower plate 430 to restrict movement of the guide plate 440 and the guide vane 450 beyond a predetermined range. The guide groove 440 prevents the guide plate 440 and the guide vane 450 from moving beyond a predetermined range by sudden strong wind or the like so as to prevent damage to the guide plate 440 and the guide vane 450, can do.

한편, 가이드 판과 가이드 베인(450)은 유압 또는 공압 작동기, 전기 모터, 서보 모터, 형상기억합금, 압전작동기, 전기감응폴리머 등의 작동기를 사용할 수 있고, 가이드 레일 등을 만들어 위치와 형상 제어를 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 가이드 판(440)과 가이드 베인(450)에 미세한 구멍을 형성하여 유동을 제어하거나 합성제트(synthetic jet) 등을 이용하여 유동 제어를 하거나 가림막이 돌출되어 형상을 제어하는 것을 통해 유동 제어를 하는 방식 등도 적용할 수 있다.On the other hand, the guide plate and the guide vane 450 can use actuators such as a hydraulic or pneumatic actuator, an electric motor, a servo motor, a shape memory alloy, a piezoelectric actuator and an electric sensitive polymer. Can be performed. In addition, by controlling the flow by controlling the flow by forming minute holes in the guide plate 440 and the guide vane 450 or by controlling the shape by protruding the thin film or by using the synthetic jet or the like, And the like.

도 5는 도 4의 시스템을 수직 적층한 형태로 본 발명의 변형 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a crossflow type vertical wind power generation system in which the system of FIG. 4 is vertically stacked and is capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or the wind speed according to the modified embodiment of the present invention.

본 발명의 변형 실시예에 따른 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템(500)은 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(500)를 수직으로 적층 배열함으로써 발전량을 증대시킬 수 있다. 만약, 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(500)에서 생산할 수 있는 전력량이 1 KW 인 경우라면, 3개가 적층된 경우에 3 KW의 전략을 생산할 수 있어 발전량을 증대시킬 수 있다. 도 5에서 3개의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(500)가 적층된 것으로 설명하였으나 적층 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 2개 이상이 적층되어 배열될 수 있다. 횡류형 수직 풍력 발전 유니트(500)이 적층된 경우에도 동작 방법은 도 4에서 전술바와 동일하므로 이하 자세한 내용은 생략한다.The transverse current vertical wind power generation system 500 capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or the wind speed according to the modified embodiment of the present invention can increase the generation amount by stacking the transverse current vertical wind power generation units 500 vertically. If the amount of electric power that can be produced by the transverse current vertical wind power generator unit 500 is 1 KW, it is possible to produce a 3 KW strategy in the case of stacking three, which can increase the generation amount. 5, three cross-flow type vertical wind power generators 500 are described as being laminated, but the number of laminations is not limited thereto, and at least two or more laminations may be arranged. Even when the crossflow type vertical wind power generator unit 500 is stacked, the operation method is the same as that described above with reference to FIG. 4, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 임펠러의 형상을 내부가 뚫린 형태로 한 것에 대한 설명을 위해 도 6 내지 도 8을 통해 설명한다.Next, a description will be given with reference to Figs. 6 to 8 for explaining that the shape of the impeller is formed in the inside.

도6은 횡류형 수직 풍력 발전 유니트의 유동해석을 위한 시스템 구성도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 풍력 발전 유니트 임펠러의 사시도이고, 도 8은 도 6의 시스템 구성을 활용하여 유동해석을 수행한 결과 내부가 뚫린 임펠러와 내부가 막힌 임펠러의 유동해석 차이를 보여주는 해석 결과 이미지이다. 7 is a perspective view of a wind power generator unit impeller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view showing a flow analysis The result of this analysis shows the difference in the flow analysis between the inner impeller and the inner impeller.

결과를 살펴보면, 임펠러(impeller)의 내부가 막힌 경우에는 유동이 원활하게 빠져나가지 못함을 알 수 있다(도 8a). 이에 비해 바람의 유입과 토출방향을 따라 바람의 흐름이 형성되도록 복수의 날개가 반경방향을 향하여 연통되도록 배치된 임펠러(도 8b)는 임펠러 내부가 막힌 경우 대비하여 출력 토크값이 100 배 이상 성능이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 종래에는 임펠러의 구조가 단순 원통형상으로 형성되어 내부가 막혀있어 바람의 유동을 원활하게 못하여 출력을 높이는 것이 제한되었으나, 복수의 날개가 반경방향을 향하여 연통되도록 배치됨으로써 출력을 높일 수 있는 것을 확인하였다. 이에 따라, 임펠러 내부가 뚫린 구조로 풍력 발전 시스템을 설계해야 한다고 판단하였다.As a result, it can be seen that when the inside of the impeller is clogged, the flow can not escape smoothly (FIG. 8A). In contrast, the impeller (FIG. 8B) arranged so that a plurality of blades communicate with each other in the radial direction so as to form a wind flow along the wind inflow and discharge directions has a performance of 100 times or more as compared with the case where the inside of the impeller is clogged . In other words, conventionally, the structure of the impeller is formed as a simple cylindrical shape, and the inside is blocked to smooth the flow of wind to increase the output. However, since the plurality of blades are disposed so as to communicate with each other in the radial direction, Respectively. As a result, it was decided that the wind turbine system should be designed with the structure of the inside of the impeller.

도 8은 도 3의 원형 형태의 횡류형 풍력 발전 유니트 중 풍향계와 풍속계를 제외한 횡류형 풍력 발전 유니트의 평면도이며, 도 9는 도 8의 횡류형 풍력 발전 유니트에 바람이 유입(F)되어 발전을 시작하는 경우, 최적 발전 효율을 위해 가이드 판과 가이드 베인의 위치를 최적의 위치로 이동 시켜주는 것을 보여주는 개념도이고, 도 10은 도 8의 풍력 발전 유니트에 바람이 유입되어 발전을 시작하는 경우, 최적 발전 효율을 위해 두 개씩 붙어 있던 가이드 판과 가이드 베인이 둘로 나눠져 위치를 최적화 하는 것을 보여주는 개념도이다.Fig. 8 is a plan view of a transverse wind power generation unit of the transverse wind power generation unit of Fig. 3 except for the weather vane and the anemometer. Fig. 9 is a plan view of the cross wind type wind power generation unit of Fig. FIG. 10 is a conceptual diagram showing a case where the guide plate and the guide vane are moved to an optimal position for the optimum power generation efficiency when the power is started, FIG. It is a conceptual diagram showing that the guide plate and the guide vane, which are attached to each other for power generation efficiency, are divided into two to optimize the position.

도 8 내지 도 10을 참조하여 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템을 참조하여 최적 발전 효율을 내기 위한 위치 및 형상 제어 방법에 대해 설명한다.Referring to FIGS. 8 to 10, a position and shape control method for achieving optimum power generation efficiency will be described with reference to a crossflow type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy according to wind direction or wind speed.

일반적으로 바람이 들어오는 입구 면적 대비 출구 면적이 작을수록 발전 성능이 좋고, 풍향에 따라 가급적 많은 양의 유동을 임펠러(760)에 전달하는 것이 중요하다. 또한, 하우징에 배치된 가이드 판과 가이드 베인의 범위 또는 형상에 따라 유동 특성이 달라지게 되므로 범위 또는 형상 제어를 통해 발전 효율을 높일 수 있다.Generally, as the outlet area is smaller as compared with the entrance area of the wind, the power generation performance is better, and it is important to deliver as much flow as much as possible to the impeller 760 according to the wind direction. Further, since the flow characteristics are changed according to the range or shape of the guide plate and the guide vane disposed in the housing, the power generation efficiency can be improved through control of the range or shape.

따라서, 본 발명의 횡류형 풍력 발전 유니트(700)는 지속적으로 변경되는 바람의 풍향과 풍속에 능동적으로 대응하기 위해서 일체로 형성된 가이드 판과 가이드 베인의 위치가 바람의 유입경로에 따라 변경되어 유입되는 범위를 조정할 수 있다. 이로 인하여, 횡류형 풍력 발전 유니트(700)는 바람이 가이드 판으로 들어오는 입구 면적과 가이드 베인을 거쳐 임펠러로 흘러들어가는 입구면적, 임펠러에서 출구 방향의 가이드 베인 및 가이드 판으로 토출되는 면적을 제어하게 됨으로써 발전 성능을 증대시키게 된다.Therefore, in order to positively cope with the continuously changing wind direction and wind speed, the cross-flow type wind turbine generator 700 of the present invention changes the position of the guide plate and the guide vane, which are integrally formed, The range can be adjusted. Accordingly, the cross-flow type wind turbine generator 700 controls the inlet area through which the wind enters the guide plate, the inlet area through which the impeller flows into the impeller through the guide vanes, the guide vanes in the direction from the impeller to the outlet, The power generating performance is increased.

도 10은 도 8의 횡류형 수직 풍력 발전 유니트에 바람이 유입되어 발전을 시작하는 경우, 최적 발전 효율을 위해 두 개씩 붙어 있던 가이드 판과 가이드 베인이 둘로 나눠져 위치를 최적화 하는 것을 보여주는 개념도이다.FIG. 10 is a conceptual diagram showing that the guide plate and the guide vane, which are attached to each other for optimum power generation efficiency, are divided into two parts to optimize the position when the wind starts to flow into the cross-flow type vertical wind power generation unit of FIG.

풍력 발전 유니트(800)는 이처럼 다양한 형태로 위치나 형상을 변경하여 발전효율을 높일 수 있으며, 가이드 판(840)과 가이드 베인(850)이 둘로 나눠지는 것은 바람이 유입되는 쪽은 최대한 바람을 모아서 임펠러(860)에 전달하고, 임펠러(860)에서 다시 반대쪽으로 바람이 나갈 때에는 유동의 방해가 적도록 넓은 공간을 활용할 수 있어 풍력발전의 발전량을 증대시킬 수 있다.The wind power generation unit 800 can change its position or shape in various forms to increase power generation efficiency. The guide plate 840 and the guide vane 850 are divided into two parts. When the wind is transmitted to the impeller 860 and the wind is further directed to the opposite side from the impeller 860, a large space can be utilized to reduce the disturbance of the flow, so that the amount of wind power generation can be increased.

도 11은 가이드 판과 가이드 베인의 위치 및 형상 변화를 통해 발전 성능 향상에 도움이 되는지 평가하기 위해 실제 풍동시험을 수행한 장면이며, 도 12는 도 11에 나타낸 실험 셋업을 통해 얻어진 결과로서 초기 설치된 위치에서 조정된 위치로 변경한 경우 회전속도가 11.67% 정도 높아지는 결과를 얻은 그래프이다.11 is a view showing an actual wind tunnel test in order to evaluate whether it is helpful to improve the power generation performance by changing the position and shape of the guide plate and the guide vane. FIG. 12 shows a result obtained through experiment setup shown in FIG. And the rotation speed is increased by 11.67% when the position is changed to the adjusted position.

도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 가이드 판과 가이드 베인의 위치 변경에 따른 발전 효율을 비교하여 설명한다. Referring to FIGS. 11 and 12, the power generation efficiency according to the positional change of the guide plate and the guide vane according to the embodiment of the present invention will be compared and described.

본 발명의 실시예에 따른 바람의 유입에 따라 가이드 판과 가이드 베인의 위치가 가변적으로 변경되는 경우(실시예)에는 임펠러의 회전속도가 약 660RPM 이었으며, 가이드 판과 가이드 베인의 위치가 고정된 경우에는 임펠러의 회전속도가 약 600RPM으로 나타났다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 가이드 판과 가이드 베인의 초기 위치에서 가이드 판으로 유입되는 면적을 12% 조정(감소)을 한 경우 11% 이상의 발전 성능 증대를 가져왔다.In the case where the position of the guide plate and the guide vane are variably changed according to the inflow of wind according to the embodiment of the present invention (example), the rotational speed of the impeller is about 660RPM, and when the position of the guide plate and the guide vane is fixed The rotational speed of the impeller was about 600 RPM. That is, when the area introduced into the guide plate at the initial position of the guide plate and the guide vane according to the embodiment of the present invention is adjusted (reduced) by 12%, the power generation performance is increased by 11% or more.

이렇게 발전 성능이 증대된다면, 제어력으로 소모되는 전력을 보상하고도 남을 만큼 발전 효율 측면에서 이득이 되는 점이 많으므로, 풍향과 풍속에 따라 성능이 크게 달라질 수 있는 풍력 발전기의 성능 개선을 위해 상기와 같은 기능을 갖는 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템 개발이 필요하다. In order to improve the performance of the wind turbine, in which the performance depends on the wind direction and the wind speed, there are many points where the power generation efficiency is increased, and the power consumed by the control power is compensated for. It is necessary to develop a transverse wind type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy depending on wind direction or wind speed.

상기와 같은 풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.The crossflow type vertical wind power generation system capable of collecting the optimum energy according to the wind direction or the wind speed is not limited to the configuration and the operation manner of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined to make various modifications.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of the present invention in order to facilitate description of the present invention and to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100, 200, 300, 410, 500, 600, 700, 800: 풍력 발전 유니트
160, 260, 360, 460, 660, 760, 860: 임펠러
110, 210, 310: 하우징 470, 570: 풍속 풍향계
120, 220, 320, 420: 상판 130, 230, 330, 430: 하판
140, 240, 340, 440, 640: 가이드 판 150, 250, 350, 450, 650: 가이드 베인
151: 변위 변환장치 151-1: 핀
151-2: 기어 151-3: 가이드 레일
152: 구동기
400: 횡류형 수직 풍력 발전 시스템 481, 581: 회전축
482: 변속기 483: 발전기
490, 590: 제어부 491: 풍속 및 풍향 신호
492: 전력 공급 및 발전 신호 493: 제어력
740, 840: 초기 가이드 판 위치 750, 850: 초기 가이드 베인 위치
745, 845, 846: 최적 가이드 판 및 가이드 베인 위치
F: 유동방향(입구) F': 유동방향(출구)
I: 내부 공간 S: 지지대100, 200, 300, 410, 500, 600, 700, 800: wind power generation unit
160, 260, 360, 460, 660, 760, 860: Impeller
110, 210, 310: housing 470, 570: wind speed weather vane
120, 220, 320, 420: upper plate 130, 230, 330, 430: lower plate
140, 240, 340, 440, 640: guide plates 150, 250, 350, 450, 650: guide vanes
151: Displacement conversion device 151-1: Pin
151-2: gear 151-3: guide rail
152:
400: Cross-flow type vertical wind power generation system 481, 581:
482: Transmission 483: Generator
490, 590: control unit 491: wind speed and direction signal
492: Power supply and generation signal 493: Control power
740, 840: initial guide plate position 750, 850: initial guide vane position
745, 845, 846: Optimum guide plate and guide vane position
F: Flow direction (inlet) F ': Flow direction (outlet)
I: inner space S: support

Claims (5)

둘레방향을 따라 개방되어 상판과 하판을 구비하는 하우징과, 수평방향으로 연통 공간을 형성하도록 중앙영역의 내부에서 방사방향으로 복수의 날개가 반경방향으로 배치되어 상기 연통 공간을 따라 수평방향으로 유입되는 바람의 유입과 토출을 형성시켜 공기의 유동을 증대시키는 임펠러; 상기 임펠러의 둘레방향에서 소정거리 이격 배치되고 상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상기 하우징의 외주면을 향하여 복수로 배치되는 일체로 형성된 가이드 베인 및 가이드 판을 구비하는 횡류형 풍력 발전 유니트;
상기 상판 또는 하판에 배치되어 바람의 속도와 방향을 측정하는 풍속 풍향계; 및
상기 풍속 풍향계, 상기 임펠러 및 상기 가이드 베인과 가이드 판 중 적어도 하나 이상을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 풍속 풍향계에서 획득되는 정보와 상기 임펠러의 회전에 의해 생산되는 전력량이 확인되면, 상기 복수의 가이드 베인 및 가이드 판 중 바람의 출구 측에 위치하는 가이드 베인 및 가이드 판의 출구면적이 바람의 유입 측에 위치하는 가이드 베인 및 가이드 판의 유입면적보다 상대적으로 커지도록 상기 바람의 유입 측에 위치하는 적어도 하나 이상의 가이드 베인 및 가이드 판을 상기 임펠러의 외주면에 인접한 위치에서 반경방향으로 서로 좁아지도록 회동시키는 것을 특징으로 하는
풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템.
A plurality of vanes radially arranged in a radial direction inside the central region so as to form a communication space in a horizontal direction and being horizontally introduced along the communication space; An impeller for increasing the flow of air by forming the inflow and outflow of wind; A wind power generator unit having a guide vane and a guide plate disposed at a predetermined distance from the circumferential direction of the impeller and disposed between the upper plate and the lower plate, the guide vane being integrally formed with the guide plate;
A wind speed weatherometer arranged on the upper plate or the lower plate for measuring the wind speed and direction; And
And a control unit for controlling at least one of the wind speed vane, the impeller, the guide vane and the guide plate,
Wherein,
When the information obtained by the wind speed vane and the amount of power produced by the rotation of the impeller are confirmed, the guide vanes and the guide plates located on the outlet side of the wind guide vanes and the guide plates, And at least one guide vane and guide plate positioned on the inflow side of the wind so as to be relatively larger than the inflow area of the guide vane and the guide plate located at the outer circumferential surface of the impeller, Featured
Cross-flow vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to wind direction or wind speed.
제1항에 있어서,
상기 일체로 형성된 가이드 베인과 가이드 판은,
상기 임펠러에 인접하여 배치되는 상기 가이드 베인의 종단이 상기 상판과 하판 사이에 이동할 수 있도록 변위 변환장치와 연결되며,
상기 변위 변환장치는 전기 모터, 서모 모터 및 압전 작동기 중 하나에 연결되어 상기 제어부의 의해서 이동범위가 결정되는
풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템.
The method according to claim 1,
The guide vane and the guide plate, which are integrally formed,
The end of the guide vane disposed adjacent to the impeller is connected to the displacement converting device so as to be movable between the upper plate and the lower plate,
Wherein the displacement transducer is connected to one of an electric motor, a thermo-motor, and a piezoelectric actuator, and the movement range is determined by the control unit
Cross-flow vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to wind direction or wind speed.
제1항에 있어서,
상기 가이드 판과 상기 가이드 베인은,
적어도 하나 이상의 구멍이 형성되어 상기 가이드 판과 상기 가이드 베인을 따라 흐르는 바람의 유동을 제어하는,
풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the guide plate and the guide vane,
At least one hole is formed to control the flow of wind flowing along the guide plate and the guide vane,
Cross-flow vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to wind direction or wind speed.
제1항에 있어서,
상기 풍력 발전 유니트는,
적어도 2 개 이상이 적층배열 되거나 수평방향으로 병렬 배치되어 발전량을 증가시키는 것을 특징으로 하는,
풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템.
The method according to claim 1,
The wind power generator unit includes:
Characterized in that at least two or more of them are stacked or arranged in parallel in the horizontal direction to increase the generation amount.
Cross-flow vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to wind direction or wind speed.
제1항에 있어서,
상기 임펠러의 날개 수, 상기 가이드 판의 수, 상기 가이드 베인의 수는 각각 2의 배수 개로 구비되는,
풍향 또는 풍속에 따라 최적 에너지 수집이 가능한 횡류형 수직 풍력 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the number of the vanes of the impeller, the number of the guide plates, and the number of the guide vanes are each a multiple of 2,
Cross-flow vertical wind power generation system capable of collecting optimum energy according to wind direction or wind speed.
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