KR101941909B1 - 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈 - Google Patents

집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평형 풍력 발전기의 블레이드를 태양광 발전 모듈로 대체하여, 자연 바람에 의한 풍력 발전은 물론, 태양광에 의한 태양광 발전도 가능하고, 바람이 블레이드를 향하여 부는 것을 돕는 에어 커튼부 및 태양광을 집광하여 빛 퍼짐을 막아 태양광 발전 효율을 높이는 집광부 구성을 포함하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈에 관한 것이다.

Description

집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈{Wind power and photovoltaic power generation module using solar cell with concentrator as blade}
본 발명은 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평형 풍력 발전기의 블레이드를 태양광 발전 모듈로 대체하여, 자연 바람에 의한 풍력 발전은 물론, 태양광에 의한 태양광 발전도 가능하고, 바람이 블레이드를 향하여 부는 것을 돕는 에어 커튼부 및 태양광을 집광하여 빛 퍼짐을 막아 태양광 발전 효율을 높이는 집광부 구성을 포함하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈에 관한 것이다.
근래에 들어 석유 및 석탄과 같은 화석연료의 감소와 환경오염에 대한 우려로 인하여 친환경 에너지에 대한 관심이 증폭되고 잇다. 이와 같은 친환경 에너지 중에서 태양 에너지는 환경 친화적이고 자원의 고갈이 없다는 장점 때문에 많은 연구와 개발이 활발히 진행 중에 있다. 이에 따라 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 이용할 수 있는 태양광발전 모듈이 개발되어 실제로 주택 지붕이나 무휴지 등에 설치되어 사용되고 있으며, 특히 최근에 들어서는 태양광 발전기 부품 가격의 하락과 함께 기업형 대단위 태양광 발전단지 이외에도 대도시 주민들의 소형 태양광 발전기 시설도 활기를 띠고 있는 추세이다.
주지된 바와 같이, 태양광 발전 시스템은 태양광을 집광하여 전기 에너지로 변환시켜 주는 기본 단위 소자인 태양전지 셀(Photovoltaic Cell or Solar Cell) 다수가 직렬 또는 병렬 구조로 연결되어 태양 전지 모듈(PV:Photovoltaics Module)을 이루도록 패키징된 태양광 셀(Solar Pannel)이 기본 단위의 태양 전지수단으로 구비되며, 통상적으로 필요한 만큼의 전력을 얻기 위해 여러 매수의 솔라패널이 연결된 구조로 설치된다.
상술한 바와 같은 태양광 발전 시스템은 설치 장소에 대한 제약과 초기 투자비 및 발전 단가가 높다는 단점을 해소하기 위하여 비교적 넓은 공간에 다수의 태양광 셀을 집중적으로 설치할 수 있는 공간의 확보 및 효율적인 공간 활용을 위한 태양광 셀 설치 구조물의 적절한 형태가 요구되고 있다.
이러한 태양광 발전장치에 대한 기술 중 하나로 대한민국 등록특허공보 제10-1630366호(이하, ‘종래기술’이라함) 가 개시되어 있다.
상기한 종래기술은, 태양광 패널을 포함한 발전 장치가 외부에 노출되어 있어, 눈이나 바람 또는 미세먼지와 같은 외부 물질로 인하여 오염이 발생하기 쉽고, 이로 인하여 발전 효율이 저감 될 수 있다는 단점이 있다. 또한 태양 빛이 강하지 않은 경우, 집광이 원활 하지 않아 발전 효율이 저감 될 수 있다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1630366호(등록일자 2016.06.08.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈 통해 집광을 통한 태양광 발전 효율을 높이며, 회전을 통하여 태양광 셀의 표면에 이물질이 쌓이는 것을 방지하며, 바람의 방향을 블레이드 방향으로 전달하여 풍력 발전 효율을 높이는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈은 태양광 셀이 부착된 풍력 발전 모듈에 있어서, 좌우 길이방향으로 형성되고, 일측 끝단에 모터부가 연결된 풍력 발전 회전축;, 상기 회전축 길이방향에 연결되어 형성되는 적어도 하나 이상의 태양광 셀로 이루어진 태양광 발전 회전부;, 상기 태양광 발전 회전부 표면에 부착되는 집광부;, 상기 풍력 발전 회전축과 연결되어, 상기 풍력 발전 회전축을 지지하는 지지부;, 상기 풍력 발전 회전축 및 상기 태양광 발전 회전부에서 발생된 에너지를 저장하고, 상기 풍력 발전 회전축 및 상기 태양광 발전 회전부의 작동을 제어하는 통제부;, 상기 태양광 발전 회전부를 보호하는 지면 반대 방향으로 형성되어, 일측이 상기 지지부와 연결되고, 상기 풍력 발전 회전축 및 상기 태양광 발전 회전부를 외부의 물질로부터 보호하며, 바람이 상기 태양광 발전 회전부로 전달되는 형상으로 구성되고, 투명의 유리 또는 투명의 플라스틱으로 이루어지는 에어 커튼부를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 풍력 발전 회전축은 일측 및 타측 외주면에 상기 태양광 발전 회전부의 일측단 및 타측단과 연결되기 위한 연결 돌출부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 태양광 발전 회전부는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1 태양광 셀, 제1 태양광 셀과 반대방향을 바라보며 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제 2 태양광 셀 및 상기 제1 태양광 셀 및 상기 제 2 태양광 셀 사이에 형성되어, 상기 제 1 태양광 셀 및 제 2 태양광 셀을 고정하고, 일측단 및 타측단이 상기 풍력 발전 회전축과 연결되는 고정 완충부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 집광부는 상기 제1 태양광 셀의 표면에 부착되는 제1 집광부 및
상기 제2 태양광 셀의 표면에 부착되는 제2 집광부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 집광부는 다수의 프레넬 렌즈 또는 다수의 볼록 렌즈가 투명한 일면에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 지지부는 상하 길이 방향으로 형성되며, 중심부에 상기 풍력 발전 회전축의 양측 끝단이 연결되고, 일측 끝단에 상기 에어 커튼부가 연결되는 한 쌍의 수직 지지부 및 상기 한 쌍의 수직 지지부 각각의 타측 끝단이 연결되어, 상기 수직 지지부를 고정시키는 수평 지지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 통제부는 상기 풍력 발전 회전축의 일측 끝단에 연결되는 상기 모터부의 전원을 제어하는 전원 제어부 및 상기 풍력 발전 회전축과 상기 태양광 발전 회전부에서 발생된 에너지를 저장하는 배터리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈은 상기 통제부와 전기적으로 연결되고, 햇빛을 감지하여 전기적 신호를 생성하는 태양광 감지기 및 상기 통제부와 전기적으로 연결되고, 바람의 세기를 감지하여 전기적 신호를 생성하는 풍속 감지기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 통제부는 외부로부터 조종신호를 입력받아 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 상기 모터부 및 상기 배터리부 정보를 산출하고, 외부로부터 입력받은 조종신호로 모터의 전원을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈은 기설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 통제부와 네트워크 연결되어, 원거리에서 상기 통제부로 제어 신호를 입력하는 원거리 제어수단을 더 포함하여 구성되며, 상기 통제부는 상기 원거리 제어수단과 상기 무선 통신망을 이용하여 데이터 송수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
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또한, 상기 에어 커튼부는 상기 에어 커튼부에서 하늘을 바라보는 면에 다수의 프레넬 렌즈 또는 다수의 볼록 렌즈가 형성되는 집광부재를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 태양광 셀이 부착된 풍력 발전 모듈은 수직형 풍력 발전기의 블레이드를 태양광 셀로 대체함으로써 풍력 및 태양광에 의한 동시 발전이 가능하며, 면적대비 더 높은 태양광 발전이 가능하다.
바람의 방향을 블레이드 방향으로 전달하는 에어 커튼부를 통해 풍력 발전 효율을 높일 수 있다.
또한, 태양광 셀의 표면에 볼록렌즈 또는 플레넬 렌즈와 같은 집광부를 부착함으로써 태양광 발전의 효율을 높일 수 있다.
또한, 발전 모듈 상부를 덮는 에어 커튼부를 통해 비, 눈, 먼지, 충격으로 인한 태양광 셀의 파손과 오염을 방지 할 수 있어 발전 모듈의 유지 및 보수가 편리하다.
또한, 원거리 제어수단을 통해 외부에서도 발전 모듈의 작동 환경, 배터리부의 잔량 및 모터부의 회전속도를 확일 할 수 있고, 모터부의 전원을 제어할 수 있다.
도 1은 종래의 태양광 셀이 부착된 풍력 발전 모듈 사시도
도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 정면도
도 4는 본 발명의 태양광 발전 회전부 정면도
도 5는 본 발명의 통제부 순서도
도 6은 본발명의 원거리 제어수단 예시도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 2내지 4를 참조하면, 본 발명인 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)은, 태양광 셀이 부착된 풍력 발전 모듈에 있어서,
좌우 길이방향으로 형성되고, 일측 끝단에 모터부가 연결된 풍력 발전 회전축(300), 상기 회전축 길이방향에 연결되어 형성되는 적어도 하나 이상의 태양광 셀로 이루어진 태양광 발전 회전부(400), 상기 태양광 발전 회전부(400) 표면에 부착되는 집광부, 상기 풍력 발전 회전축(300)과 연결되어, 상기 풍력 발전 회전축(300)을 지지하는 지지부(200), 상기 풍력 발전 회전축(300) 및 상기 태양광 발전 회전부(400)에서 발생된 에너지를 저장하고, 상기 풍력 발전 회전축(300) 및 상기 태양광 발전 회전부(400)의 작동을 제어하는 통제부(600), 상기 태양광 발전 회전부(400)를 보호하는 지면 반대 방향으로 형성되어, 일측이 상기 지지부(200)와 연결되고, 바람이 상기 태양광 발전 회전부(400)를 향하여 불도록 형성된 에어 커튼부(500)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 일측 끝단에는 도시되지는 않았지만, 상기 풍력 발전 회전축(300)에 회전력을 전달하는 모터부가 형성된다. 상기 모터부는 상기 풍력 발전 회전축(300)에 직접 축이 연결되어 동력을 전달 할 수 있으며, 상기 지지부(200)에 내재되어, 기어 또는 밸트를 통해 상기 풍력 발전 회전축(300)에 회전력을 간접적으로 전달 할 수 있다. 이 때, 상기 모터부는 모터부의 사양에 따라 고정 속도를 유지하거나, 일정 범위 내에서의 회전이 가능한 것이 바람직하다. 상기 모터부가 고속으로 회전할 경우 상기 태양광 발전 회전부(400)의 발전 효율이 떨어질 수 있으므로, 상기 모터부의 회전 속도는 20RPM 이하를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 내부에 또는 상기 풍력 발전 회전축(300)에 근접한 근접한 일측 또는 타측 중 어느 한곳에는 상기 풍력 발전 회전축(300)의 회전력을 전기 에너지로 변환하는 풍력 발전기가 설치된다. 상기 풍력 발전 회전축(300)을 통한 풍력 발전은 종래에 적용되고 있는 회전축에 의한 회전을 전기적 에너지로 변환하는 풍력 발전 구성 및 방법이 적용되는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 상기 태양광 발전 회전부(400)는 상기 풍력 발전 회전축(300)의 블레이드 역할을 하는 구성으로, 종래에 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양광 셀 또는 태양광 패널과 같은 태양광 발전 모듈 다수개가 연결되어 형성되는 것이 바람직하다. 상기 태양광 발전 회전부(400)는, 바람 또는 상기 모터부에 의한 회전력을 통해 회전하며, 상기 태양광 발전 회전부(400)의 회전을 통해 상기 풍력 발전 회전축(300)이 회전하여 풍력을 전기에너지로 발전할 수 있다.
상기 지지부(200)는 상기 풍력 발전 회전축(300) 및 상기 태양광 발전 회전부(400)를 포함한 본 발명의 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)이 지면에 안착될 수 있게 하는 구성이다.
상기 지지부(200)는 상하 길이 방향으로 형성되며, 중심부에 상기 풍력 발전 회전축(300)의 양측 끝단이 연결되고, 일측 끝단에 상기 에어 커튼부(500)가 연결되는 한 쌍의 수직 지지부(220) 및 상기 한 쌍의 수직 지지부(220) 각각의 타측 끝단이 연결되어, 상기 한 쌍의 수직 지지부(220)를 고정시키는 수평 지지부(210)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 한쌍의 수직 지지부(220)는 중심부에 상기 풍력 발전 회전축(300)의 양 끝단이 연결되어, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 회전이 안정적으로 이루어 질 수 있도록 유지하며, 상기 한 쌍의 수직 지지부(220)의 내부에는 상기 풍력 발전 회전축(300)에 연결된 모터부 및 풍력 발전 모듈이 설치되어 있을 수 있다.
상기 에어 커튼부(500)는 상기 풍력 발전 회전축(300) 및 상기 태양광 발전 회전부(400)를 외부의 물질로부터 보호할 수 있으며, 바람이 상기 태양광 발전 회전부(400)로 전달되는 형상으로 구성되어, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 회전을 도와 풍력 발전 효율을 높이는 구성이다. 상기 에어 커튼부(500)는 투명의 유리 또는 투명의 플라스틱로 이루어지는 것이 바람직하다. 이외에도 상기 에어 커튼부(500)는 태양광이 상기 에어 커튼부(500)를 통과하여 상기 태양광 발전 회전부(400)에 전달될 수 있도록하는 재질이면 어떠한 재질도 사용이 가능하다. 상기 에어 커튼부(500)는 도 2에 도시된 바와 같이 이등변 삼각형의 밑변이 하늘을 향하여 있는 형상으로 상기 지지부(200)에 연결되는 것이 바람직하다. 상기 에어 커튼부(500)는 바람이 상기 태양광 발전 회전부(400)로 전달되도록 하기 위한 구성으로, 상기 태양광 발전 회전부(400) 주변에 있는 바람이 상기 태양광 발전 회전부(400)가 회전하는 방향으로 향할 수 있도록 돕는 형상이면 어떠한 형상도 적용이 가능하다.
상기 통제부(600)는 상기 풍력 발전 회전축(300)의 일측 끝단에 연결되는 상기 모터부의 전원을 제어하는 전원 제어부(610) 및 상기 풍력 발전 회전축(300)과 상기 태양광 발전 회전부(400)에서 발생된 에너지를 저장하는 배터리부를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 전원 제어부(610)는 상기 모터부의 전원을 제어하여, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 자유회전 및 강제회전을 제어할 수 있고, 상기 배터리부는 도시되지는 않았지만, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 회전을 통해 발생되는 전기 에너지와 상기 태양광 발전 회전부(400)의 집광을 통해 발생되는 전기 에너지를 저장하는 구성이다. 또한, 상기 통제부(600)는 상기 모터부의 회전 속도와 상기 배터리부의 배터리 충전량을 화면을 통해 표시하는 디스플레이부를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 풍력 발전 회전축(300)은 일측 및 타측 외주면에 상기 태양광 발전 회전부(400)의 일측단 및 타측단과 연결되기 위한 연결 돌출부(310)를 더 포함하여 이루어 질 수 있다. 상기 돌출부(310)는 일측은 상기 풍력 발전 회전축(300)과 연결되어 고정되고, 타측은 상기 태양광 발전 회전부(400)와 연결되어 고정된다. 상기 돌출부(310)는 하나의 상기 태양광 발전 회전부(400)에 대응하여, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 외주면 일측에 하나, 타측에 하나씩 형성되는 것이 바람직하다. 상기 돌출부(310)를 통하여, 상기 풍력 발전 회전축(300)과 상기 태양광 발전 회전부(400)가 서로 일정 거리 이격되어 연결되어, 윈드홀이 형성되고 이렇게 형성된 윈드홀을 통해 상기 태양광 발전 회전부(400) 내부에서 바람이 이동이 일어나, 상기 태양광 발전 회전부(400)의 회전이 더 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 태양광 발전 회전부(400)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1 태양광 셀(410), 제1 태양광 셀(410)과 반대방향을 바라보며 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제 2 태양광 셀 및 상기 제1 태양광 셀(410) 및 상기 제 2 태양광 셀 사이에 형성되어, 상기 제 1 태양광 셀 및 제 2 태양광 셀을 고정하고, 일측단 및 타측단이 상기 풍력 발전 회전축(300)과 연결되는 고정 완충부(430)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이 상기 제1 태양광 셀(410)은 두 개의 평평한 태양광 패널이 기울어짐을 가진 채 서로 연결된 형상으로 상기 고정 완충재에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 제2 태양광 셀(420)은 상기 제1 태양광 셀(410)이 부착된 상기 고정 완충재의 반대면에 형성되고, 상기 제1 태양광 셀(410)의 반대편을 바라보며 태양광에 의한 발전이 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 고정 완충재는 상기 제1 태양광 셀(410) 및 상기 제2 태양광 셀(420)이 상기 지지부(200) 또는 상기 풍력 발전 회전축(300) 내부에 내재되어 있는 태양광 발전 모듈에 연결되어, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하도록 상기 풍력 발전 회전축(300)과 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고정 완충재는 상기 제1 태양광 셀(410)과 상기 제2 태양광 셀(420) 사이에서 충격 흡수 및 절연이 가능한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 집광부는 상기 제1 태양광 셀(410)의 표면에 부착되는 제1 집광부(411) 및 상기 제2 태양광 셀(420)의 표면에 부착되는 제2 집광부(421)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 집광부는 다수의 프레넬 렌즈 또는 다수의 볼록 렌즈가 투명한 일면에 형성되어 이루어질 수 있다. 상기 집광부는 렌즈의 돌출된 면이 상기 태양광 발전 회전부(400)의 외면 방향으로 향하고, 렌즈의 평평한 면이 상기 태양광 발전 회전부(400) 방향으로 향하도록 설치되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 집광부를 통해, 상기 태양광 발전 회전부(400)에 태양광이 집광되어, 태양광을 통한 발전 효율을 높일 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈은 상기 통제부와 전기적으로 연결되고, 햇빛을 감지하여 전기적 신호를 생성하는 태양광 감지기 및 상기 통제부와 전기적으로 연결되고, 바람의 세기를 감지하여 전기적 신호를 생성하는 풍속 감지기를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 태양광 감지기(710) 및 상기 풍속 감지기(720)는 상기 지지부(200)와 인접한 받침부(700) 상에 형성될 수 있다. 상기 태양광 감지기(710) 및 상기 풍속 감지기(720)의 결과가 상기 통제부(600)로 전달되는 것이 바람직하며, 상기 태양광 감지기(710) 및 상기 풍속 감지기(720)는 도 4와 같이 상기 받침부(700) 상에 형성될 수도 있고, 상기 에어 커튼부(500)의 상면에 형성될 수도 있고, 외부에 형성되어 상기 통신부에 신호를 전달할 수도 있다. 상기 태양광 감지기(710)와 상기 풍속 감지기(720)는 통상의 태양광 감지 센서 및 풍속 감지 센서를 사용할 수 있다. 상기 태양광 감지기(710)는 햇빛의 유무를 파악하고, 상기 풍속 감지기(720)는 풍속이 사용자에 의해 정해진 일정 풍속 이상인지 유무를 파악한다.
상기 에어 커튼부(500)는 상기 에어 커튼부(500)에서 하늘을 바라보는 면에 다수의 프레넬 렌즈 또는 다수의 볼록 렌즈가 형성되는 집광부재(510)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기와 같은 집광부재(510)를 통해, 상기 에어 커튼부(500)에 가려지는 상기 태양광 발전 회전부(400)에도 태양광이 집광되어, 태양광을 통한 발전 효율을 높일 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 태양광 감지기(710) 및 상기 풍속 감지기(720)에 의해 상기 모터부의 전원이 제어됨을 알 수 있다. 상기 태양광 감지기(710)에 의해 햇빛이 감지될 경우, 상기 풍속 감지기(720)에 의해 바람의 세기를 감지하고, 그 세기가 사용자가 정한 일정 풍속을 초과하지 않을 경우, 상기 전원 제어부(610)에 신호를 보내 상기 모터부의 전원을 켜고, 햇빛이 감지되지 않는 경우 상기 전원 제어부(610)에 신호를 보내 상기 모터부의 전원을 차단하거나, 풍속이 사용자가 정한 일정 풍속을 초과하는 경우 상기 전원 제어부(610)에 신호를 보내어 상기 모터부의 전원을 차단할 수 있다. 이를 통해, 햇빛이 있고, 바람이 불지 않을 경우에도 상기 풍력 발전 회전축(300)을 회전시킴으로써, 태양광 셀이 골고루 햇빛을 볼 수 있도록하여, 태양광 집중에 의한 태양광 셀의 과열을 방지할 수 있고, 상기 풍력 발전 회전축(300)의 회전에 의한 냉각 효과도 있다. 또한, 상기 모터부의 회전에 의해 상기 풍력 발전 회전축(300)이 회전하게 되면, 풍력 발전 에너지가 발생하게 되어, 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)의 회전력 및 태양광 에너지를 전기에너지로 전환하기 위해 상기 풍력 발전 회전축(300) 또는 상기 지지부(200)에 내재된 발전기로부터 상기 모터부가 소비하는 전력을 일부 충당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)의 상기 통제부(600)는 외부로부터 제어신호를 입력받아 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 상기 모터부 및 상기 배터리부 정보를 산출하고, 외부로부터 입력받은 제어신호로 모터부의 전원을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 때, 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 원거리 제어수단(800)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 원거리 제어수단(800)은 미리 설정되어 어플리케이션을 통해서, 도 6과 같은 화면을 통해서 무선 제어를 수행할 수 있다.
상기 원거리 제어수단(800)은 미리 설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 통제부(600)와 네트워크 연결되어 전달받은 데이터 송수신 결과에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 모터부의 회전 속도,상기 배티리부의 배터리 잔량 등의 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 이 때, 상기 원거리 제어수단(800)은 상기 태양광 감지기(710) 및 상기 풍속 감지기(720)를 통해서 햇빛의 유무와 바람세기 정보를 추가적으로 전달 받아 화면에 표시할 수 있다.
상세하게는, 상기 원거리 제어수단(800)은 미리 설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 통제부(600)와 네트워크 연결될 수 있으며, 상기 원거리 제어수단(800)에 설정된 무선 통신망으로는 Bluetooth, Wifi, LTE, 4G, 5G 등으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 원거리 제어수단(800)은 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)을 제어하기 위한 어플리케이션을 설치할 수 있는 단말기를 의미하며, 원거리에서 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)로 원격 제어신호를 입력할 수 있으며, 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)은 상기 원거리 제어수단(800)으로부터 상기 원격 제어신호를 입력받아, 상기 모터부의 전원을 제어할 수 있다.
또한, 상기 원거리 제어수단(800)은 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈(100)로부터 햇빛의 유무와 바람세기 정보들을 전달받아 용이하게 확인할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 풍력 및 태양광 발전 모듈
200 : 지지부 210 : 수평 지지부
220 : 수직 지지부
300 : 풍력 발전 회전축 310 : 돌출부
400 : 태양광 발전 회전부 410 : 제1 태양광 셀
411 : 제1 집광부 420 : 제2 태양광 셀
421 : 제2 집광부 430 : 고정 완충부
500 : 에어 커튼부 510 : 집광부재
600 : 통제부 610 : 전원 제어부
700 : 받침부 710 : 태양광 감지기
720 : 풍속 감지기
800 : 원거리 제어수단

Claims (12)

  1. 태양광 셀이 부착된 풍력 발전 모듈에 있어서,
    좌우 길이방향으로 형성되고, 일측 끝단에 모터부가 연결된 풍력 발전 회전축;
    상기 회전축 길이방향에 연결되어 형성되는 적어도 하나 이상의 태양광 셀로 이루어진 태양광 발전 회전부;
    상기 태양광 발전 회전부 표면에 부착되는 집광부;
    상기 풍력 발전 회전축과 연결되어, 상기 풍력 발전 회전축을 지지하는 지지부;
    상기 풍력 발전 회전축 및 상기 태양광 발전 회전부에서 발생된 에너지를 저장하고, 상기 풍력 발전 회전축 및 상기 태양광 발전 회전부의 작동을 제어하는 통제부;
    상기 태양광 발전 회전부를 보호하는 지면 반대 방향으로 형성되어, 일측이 상기 지지부와 연결되고, 상기 풍력 발전 회전축 및 상기 태양광 발전 회전부를 외부의 물질로부터 보호하며, 바람이 상기 태양광 발전 회전부로 전달되는 형상으로 구성되고, 투명의 유리 또는 투명의 플라스틱으로 이루어지는 에어 커튼부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서 상기 풍력 발전 회전축은,
    일측 및 타측 외주면에 상기 태양광 발전 회전부의 일측단 및 타측단과 연결되기 위한 연결 돌출부;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서 상기 태양광 발전 회전부는,
    태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제1 태양광 셀;
    제1 태양광 셀과 반대방향을 바라보며 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제 2 태양광 셀; 및
    상기 제1 태양광 셀 및 상기 제 2 태양광 셀 사이에 형성되어, 상기 제 1 태양광 셀 및 제 2 태양광 셀을 고정하고, 일측단 및 타측단이 상기 풍력 발전 회전축과 연결되는 고정 완충부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서 상기 집광부는,
    상기 제1 태양광 셀의 표면에 부착되는 제1 집광부; 및
    상기 제2 태양광 셀의 표면에 부착되는 제2 집광부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  5. 제 1 또는 제 4 항에 있어서 상기 집광부는,
    다수의 프레넬 렌즈 또는 다수의 볼록 렌즈가 투명한 일면에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서 상기 지지부는,
    상하 길이 방향으로 형성되며, 중심부에 상기 풍력 발전 회전축의 양측 끝단이 연결되고, 일측 끝단에 상기 에어 커튼부가 연결되는 한 쌍의 수직 지지부; 및
    상기 한 쌍의 수직 지지부 각각의 타측 끝단이 연결되어, 상기 수직 지지부를 고정시키는 수평 지지부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서 상기 통제부는,
    상기 풍력 발전 회전축의 일측 끝단에 연결되는 상기 모터부의 전원을 제어하는 전원 제어부; 및
    상기 풍력 발전 회전축과 상기 태양광 발전 회전부에서 발생된 에너지를 저장하는 배터리부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈은,
    상기 통제부와 전기적으로 연결되고, 햇빛을 감지하여 전기적 신호를 생성하는 태양광 감지기; 및
    상기 통제부와 전기적으로 연결되고, 바람의 세기를 감지하여 전기적 신호를 생성하는 풍속 감지기;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  9. 제 7 항에 있어서 상기 통제부는,
    외부로부터 조종신호를 입력받아 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 상기 모터부 및 상기 배터리부 정보를 산출하고, 외부로부터 입력받은 조종신호로 모터의 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서 상기 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈은,
    기설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 통제부와 네트워크 연결되어, 원거리에서 상기 통제부로 제어 신호를 입력하는 원거리 제어수단;
    을 더 포함하여 구성되며,
    상기 통제부는 상기 원거리 제어수단과 상기 무선 통신망을 이용하여 데이터 송수신하는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서 상기 에어 커튼부는,
    상기 에어 커튼부에서 하늘을 바라보는 면에 다수의 프레넬 렌즈 또는 다수의 볼록 렌즈가 형성되는 집광부재;
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 집광부가 부착된 태양광 셀을 블레이드로 하는 풍력 및 태양광 발전 모듈.
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