KR101977547B1 - 휴대용 복합발전 시스템 - Google Patents

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KR101977547B1
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Abstract

본 발명은 전원 공급이 용이하지 않은 지역에서 저렴하고 컴팩트한 구조를 나타내어 간편하게 휴대가 가능하고, 태양에너지, 풍력에너지, 수동발전에너지를 제공받아서 원활하게 전원을 공급받을 수 있도록 하는 휴대용 복합발전 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 휴대용 복합발전 시스템은 설치 위치에서 발전에 의해 태양광에너지, 풍력에너지를 발생시키는 발전유닛 및 발전유닛이 탈부착 가능하게 결합되고 발전유닛으로부터 전달되는 에너지들을 변환시켜 직류에너지와 교류에너지 중 적어도 어느 하나의 출력에너지로 출력시키는 컨트롤러를 포함하되, 발전유닛은 설치 위치에 조사되는 태양광에 의해 태양광에너지를 발생시키는 태양광발전부 및 설치 위치에 전달되는 풍력에 의해 풍력에너지를 발생시키는 풍력발전부를 포함한다.

Description

휴대용 복합발전 시스템{PORTABLE HYBRID GENERATION SYSTEM}
본 발명은 휴대용 복합발전 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전원 공급이 용이하지 않은 지역에서 저렴하고 컴팩트한 구조를 나타내어 간편하게 휴대가 가능하고, 태양에너지, 풍력에너지, 수동발전에너지를 제공받아서 원활하게 전원을 공급받을 수 있도록 하는 휴대용 복합발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 환경오염에 대한 관심이 새롭게 고조되고, 환경문제가 직간접적으로 에너지 문제와 연계되어 있음을 인식하면서 대체에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히, 대체에너지 중 태양광 및 풍력에너지는 무한정 공급 가능한 무공해 청정에너지로써, 화석연료를 대체할 수 있는 환경 친화적인 에너지원으로 각광받고 있다.
태양에너지 및 풍력에너지는 기상조건의 변화에 따라 그 출력이 불안정하고, 지속적이지 못한 한계를 나타내므로, 태양광 발전과 풍력 발전의 서로 상이한 기상특성과 운전특성을 적용 보완하는 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.
특히, 전원 공급이 용이하지 않은 지역(재난지역, 저소득 국가, 야외전시장, 캠핑장, 재난지역 등) 중 기설정된 소득 수준보다 낮은 저소득 국가 또는 발전 인프라가 구축되지 않은 지역이나 국가에서는 전원의 공급을 위해 화석연료를 이용한 자가 발전기를 활용하고 있으나, 화석연료의 소비에 따라 계속적 화석연료의 공급이 어렵고, 화석연료의 소비에 따른 환경오염 문제를 내포하고 있다.
또한, 전원 공급이 용이하지 않은 지역(재난지역, 저소득 국가, 야외전시장, 캠핑장, 재난지역 등) 중 기설정된 소득 수준보다 낮은 저소득 국가 또는 발전 인프라가 구축되지 않은 지역이나 국가에서는 전원의 공급을 위해 장거리에 걸친 전력 케이블을 설치할 수 있으나, 전력 케이블의 시공 및 안전성에 많은 투자비용이 소요되고, 설치기간이 오래 걸리게 되어 장기적인 계획이 필요하다.
또한, 전원 공급이 용이하지 않은 지역(재난지역, 저소득 국가, 야외전시장, 캠핑장, 재난지역 등)에서는 휴대용이 아니 지역 설치용으로 집중되어 있다.
또한, 전원 공급이 용이하지 않은 지역(국가, 야외전시장, 재난지역 등) 중 야외전시장이나 캠핑장과 같은 지역에서는 전기제품의 사용을 위해 지역에 공급되는 전원을 끌어와 별도의 변환을 통해 사용이 가능하고, 전원의 사용에 따른 사용비용을 지불해야 한다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0463435호 (고안의 명칭 : 태양광 및 풍력 복합발전기, 2012. 11. 05. 공고)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원 공급이 용이하지 않은 지역에서 저렴하고 컴팩트한 구조를 나타내어 간편하게 휴대가 가능하고, 태양에너지, 풍력에너지, 수동발전에너지를 제공받아서 원활하게 전원을 공급받을 수 있도록 하는 휴대용 복합발전 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원 공급이 용이하지 않은 지역 중 기설정된 소득 수준보다 낮은 저소득 국가 또는 발전 인프라가 구축되지 않은 지역이나 국가에서 4인 1가구에 대한 전력량을 충족시킬 수 있도록 하는 휴대용 복합발전 시스템을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 휴대용 복합발전 시스템은 설치 위치에서 발전에 의해 태양광에너지, 풍력에너지를 발생시키는 발전유닛; 및 상기 발전유닛이 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 발전유닛으로부터 전달되는 에너지들을 변환시켜 직류에너지와 교류에너지 중 적어도 어느 하나의 출력에너지로 출력시키는 컨트롤러;를 포함한다.
이때, 상기 발전유닛은, 설치 위치에 조사되는 태양광에 의해 상기 태양광에너지를 발생시키는 태양광발전부; 및 설치 위치에 전달되는 풍력에 의해 상기 풍력에너지를 발생시키는 풍력발전부;를 포함하며, 상기 태양광발전부는, 설치 위치에 조사되는 태양광을 상기 태양광에너지로 변환시키는 적어도 하나의 태양전지패널; 상기 태양전지패널에 결합되는 제1연결브라켓; 회전축부를 매개로 상기 제1연결브라켓에 회전 가능하게 결합되는 제2연결브라켓; 상기 제2연결브라켓에 결합되는 지지로드; 및 상기 회전축부에서 이격되어 상기 제1연결브라켓과 상기 제2연결브라켓을 상호 연결시키는 조절축부;를 포함하고, 설치 위치에서 태양광의 조사 방향에 대응하여 상기 태양전지패널과 상기 지지로드 사이의 경사각을 조절한 다음, 상기 조절축부로 상기 제1연결브라켓과 상기 제2연결브라켓을 상호 연결시킨다.
여기서, 상기 태양광발전부는, 상기 태양전지패널의 일측에 구비되어 태양광에 의해 형성되는 그림자에 의해 태양광의 조사 방향을 확인하는 태양지시부;를 더 포함하고, 상기 태양지시부에 표시되는 그림자의 길이에 대응하여 상기 태양전지패널과 상기 지지로드 사이의 경사각을 조절한다.
여기서, 상기 태양지시부는, 상기 태양전지패널과 평행한 면을 형성하는 방향유도판; 및 상기 방향유도판에 직립 설치되는 지시로드;를 포함한다.
여기서, 상기 방향유도판에는, 상기 지시로드를 중심으로 하는 적어도 하나의 동심원;이 표시된다.
여기서, 상기 제1연결브라켓과 상기 제2연결브라켓 중 적어도 어느 하나에는, 중량물을 결합하기 위한 하중결합부;가 구비된다.
여기서, 상기 발전유닛은, 사용자에 의해 회전력이 발생되도록 상기 컨트롤러에 회전 가능하게 결합되는 회전레버부와, 상기 컨트롤러에 내장되어 상기 회전레버부의 회전력에 의해 회전력에너지를 발생시키는 회전발전부를 포함하는 수동발전부; 및 기설정된 전기에너지가 전달되는 케이블전력부; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.
여기서, 상기 컨트롤러에는, 사용자의 파지를 위한 손잡이; 지면에서 회전 가능한 바퀴; 태양광의 일조량을 감지하는 일조량센서; 풍력을 감지하는 풍력센서; 및 상기 컨트롤러의 동작 상태를 표시하는 표시부; 중 적어도 어느 하나가 포함된다.
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 발전유닛에서 전달되는 에너지들을 각각의 변환에너지로 변환하는 입력변환부; 상기 발전유닛에서 직접 전달되는 에너지와 상기 변환에너지 중 적어도 어느 하나를 정류하는 입력정류부; 상기 입력정류부에서 정류된 에너지의 전압에서 기설정된 기준전압과 같거나 큰 전압을 출력에너지로 출력하는 스위칭부; 상기 스위칭부로부터 전달되는 출력에너지를 승압하는 승압부; 상기 승압부로부터 전달되는 출력에너지 중 하나를 역변환하는 역변환부; 상기 승압부로부터 직접 전달되는 출력에너지를 변환하여 직류기기로 출력하고, 상기 역변환부로부터 전달되는 출력에너지를 변환하여 교류기기로 출력하는 출력변환부; 상기 스위칭부와, 상기 승압부와, 상기 역변환부와, 상기 출력변환부를 감지하여 어도 하나의 센싱신호를 출력하는 센싱부; 및 상기 센싱부로부터 전달되는 상기 센싱신호에 따라 상기 스위칭부와, 상기 승압부와, 상기 역변환부와, 상기 출력변환부를 제어하는 에너지제어부;를 포함한다.
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 입력정류부와 상기 에너지제어부 사이, 상기 에너지제어부와 출력에너지 중 일부가 저장되는 충전유닛 사이에서 역전류되는 것을 방지하는 역전류방지부;를 더 포함한다.
여기서, 상기 컨트롤러는, 상기 승압부에서 승압된 출력에너지의 전압을 감지하는 전압제어부;를 더 포함하고, 상기 에너지제어부는, 상기 전압제어부에서 감지한 전압과 기설정된 제어전압을 비교하여 최종 출력되는 출력에너지를 제어한다.
본 발명에 따른 휴대용 복합발전 시스템에 따르면, 전원 공급이 용이하지 않은 지역에서 저렴하고 컴팩트한 구조를 나타내어 간편하게 휴대가 가능하고, 태양에너지, 풍력에너지, 수동발전에너지를 제공받아서 원활하게 전원을 공급받을 수 있다. 특히, 본 발명은 발전유닛과 컨트롤러가 상호 탈부착 가능하게 모듈화됨으로써, 휴대성을 향상시킬 수 있고, 운반 및 설치를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 전원 공급이 용이하지 않은 지역 중 기설정된 소득 수준보다 낮은 저소득 국가 또는 발전 인프라가 구축되지 않은 지역이나 국가에서 4인 1가구에 대한 전력량을 충족시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 태양지시부를 통해 태양광의 조사 방향을 확인할 수 있고, 태양전지패널이 태양광의 조사 방향에 실질적으로 수직을 이루도록 조정이 가능하다.
또한, 본 발명은 태양지지시부를 통해 태양광의 조사 방향에 대응하여 그림자의 길이를 쉽게 파악할 수 있고, 태양전지패널의 입사면에 대한 조정시기를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 하중결합부를 통해 설치 위치에서 태양전지패널의 유동을 방지할 수 있고, 풍력에 의한 태양전지패널의 파손을 방지하며, 설치 위치에서 태양전지패널의 정위치를 안정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 수동발전부, 케이블전력부를 통해 설치 위치에서의 기상조건이 태양광에너지와 풍력에너지를 발생시키지 못하더라도, 효율적이 충전이 가능하도록 하고, 계속적으로 에너지를 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 손잡이, 바퀴의 구성을 통해 컴팩트하게 제작된 컨트롤러의 운반 및 재배치를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 일조량센서, 풍량센서를 통해 설치 위치에서의 기상조건을 간편하게 확인하고, 예상 발전량이나 예상 충전량을 유추할 수 있으며, 충전의 효율성을 향상시켜 불필요한 충전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 표시부를 통해 컨트롤러의 동작 상태를 간편하게 확인할 수 있고, 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명은 컨트롤러의 세부 구성을 통해 발전유닛에서 전달되는 에너지들을 용이하게 정류하고 변환하여 저장함으로써, 컨트롤러에 접속되는 교류기기와 직류기기를 안정적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 역전류방지부를 통해 역전류에 의한 컨트롤러의 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전압제어부를 통해, 최종 출력되는 출력에너지를 안정적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 컨트롤러의 세부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 스위칭부를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 컨트롤러의 제1예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 컨트롤러의 제2예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 태양발전부를 도시한 배면사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 태양발전부를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 태양발전부의 주요 부분을 분해한 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 태양발전부의 제3연결브라켓을 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 태양발전부의 태양지시부를 도시한 확대사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 복합발전 시스템의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템은 발전유닛(100)과, 컨트롤러(200)를 포함하고, 표시부(300)와 충전유닛(400) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
발전유닛(100)은 설치 위치에서 발전에 의해 태양광에너지, 풍력에너지, 회전력에너지, 전기에너지를 발생시킨다. 발전유닛(100)은 설치 위치에 조사되는 태양광에 의해 태양광에너지를 발생시키는 태양광발전부(120)와, 설치 위치에 전달되는 풍력에 의해 풍력에너지를 발생시키는 풍력발전부(130)를 포함할 수 있다.
또한, 발전유닛(100)은 수동발전부(110)와, 케이블전력부 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 수동발전부(110)는 사용자에 의한 회전력에 의해 회전력에너지를 발생시킨다. 수동발전부(110)는 사용자에 의해 회전력이 발생되도록 컨트롤러(200)에 회전 가능하게 결합되는 회전레버부(111)와, 컨트롤러(200)에 내장되어 회전레버부(111)의 회전력에 의해 회전력에너지를 발생시키는 회전발전부(112)를 포함할 수 있다. 케이블전력부는 기설정된 전기에너지를 전달한다. 케이블전력부는 변전소에서 제공되는 기설정된 전기에너지를 전달할 수 있다.
특히, 태양광발전부(120)는 설치 위치에 조사되는 태양광을 태양광에너지로 변환시키는 적어도 하나의 태양전지패널(121)과, 태양전지패널(121)에 결합되는 제1연결브라켓(122)과, 회전축부(125)를 매개로 제1연결브라켓(122)에 회전 가능하게 결합되는 제2연결브라켓(123)과, 제2연결브라켓(123)에 결합되는 지지로드(124)와, 회전축부(125)에서 이격되어 제1연결브라켓(122)과 제2연결브라켓(123)을 상호 연결시키는 조절축부(126)를 포함할 수 있다.
그러면, 설치 위치에서 태양광의 조사 방향에 대응하여 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 조절한 다음, 조절축부(126)로 제1연결브라켓(122)과 제2연결브라켓(123)을 상호 연결시킴으로써, 태양전지패널(121)의 입사면이 태양광이 조사되는 방향과 실질적으로 수직을 이루거나 기설정된 경사각(80도 내지 100도)을 이루도록 조절할 수 있다.
제1연결브라켓(122)은 태양전지패널(121)에 결합되는 고정브라켓부(122a)와, 고정브라켓부(122a)에서 연장되는 찬넬 형상의 연결찬넬부(122b)를 포함할 수 있다. 고정브라켓부(122a)는 나사 결합을 통해 태양전지패널(121)에 결합될 수 있다. 제1연결브라켓(122)에서 연결찬넬부(122b)에는 회전축부(125)의 결합을 위한 회전홀부(1221)가 형성될 수 있다. 또한, 제1연결브라켓(122)에서 연결찬넬부(122b)에는 회전홀부(1221)에서 이격되어 고정홀부(1222)가 형성될 수 있다.
제2연결브라켓(123)은 찬넬 형상의 지지찬넬부(123a)와, 지지찬넬부(123a)에서 연장되어 회전축부(125)를 매개로 제1연결브라켓(122)의 연결찬넬부(122b)에 회전 가능하게 결합되는 연결날개부(123b)를 포함할 수 있다. 제2연결브라켓(123)에서 연결날개부(123b)에는 회전홀부(1221)와 연통되는 연통홀부(1231)가 형성됨에 따라 회전축부(125)를 이용한 연결찬넬부(122b)와 연결날개부(123b)의 결합을 안정화시킬 수 있다. 또한, 제2연결브라켓(123)에서 연결날개부(123b)에는 연통홀부(1231)에서 이격되고, 제1연결브라켓(122)을 기준으로 하는 제2연결브라켓(123)의 회전에 따라 고정홀부(1222)와 연통되는 조절홀부(1232)가 형성될 수 있다. 조절홀부(1232)는 회전홀부(1221)와 고정홀부(1222) 사이의 길이를 반지름으로 하는 가상의 원에 대한 원주 방향을 따라 다수 개가 이격 배치될 수 있다. 조절홀부(1232)의 배치 간격에 따라 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 기설정된 단위각마다 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 기설정된 단위각은 15도로 설정하여 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 15도, 30도, 45도, 60도 순으로 변경 가능한 것으로 도시하였으나, 여기에 한정하는 것은 아니고, 설치 위치의 환경에 따라 다양하게 변경 가능하다.
이때, 고정홀부(1222)가 제2연결브라켓(123)에서 연통홀부(1231)로부터 이격 배치되는 경우, 조절홀부(1232)는 제1연결브라켓(122)에서 회전홀부(1221)로부터 이격 배치될 수 있다.
그러면, 태양전지패널(121)을 기준으로 지지로드(124)를 회전시키면, 설정하고자 하는 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각에 대응하여 고정홀부(1222)와 조절홀부(1232)가 연통된다. 그리고 상호 연통된 고정홀부(1222)와 조절홀부(1232)에 조절축부(126)를 끼움 결합함으로써, 태양전지패널(121)에서 지지로드(124)가 기울어진 상태로 결합된다. 상술한 바와 같이 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 조절함으로써, 태양전지패널(121)의 입사면에서 태양광의 조사 방향을 조절할 수 있다.
제1연결브라켓(122)과 제2연결브라켓(123) 중 어느 하나에는 중량물의 결합을 위한 하중결합부(1223)가 구비되어 기울어진 태양전지패널(121)이 바닥에 안정적으로 지탱되도록 하고, 풍력에 의한 태양전지패널(121)의 유동을 방지할 수 있다.
지지로드(124)는 길이 방향으로 길게 형성되는 바 형상을 나타낸다. 지지로드(124)는 기울어진 태양전지패널(121)을 지지하는 역할을 한다. 지지로드(121)의 자유단부에는 포크가 구비되어 설치 위치의 지면에서 지지로드(124)의 유동을 방지할 수 있다.
태양광발전부(120)는 인접한 두 태양전지패널(121)을 상호 연결하는 제3연결브라켓(127)을 더 포함할 수 있다. 제3연결브라켓(127)에는 각각의 태양전지패널(121)과 나사 결합을 위해 제1결합홀(1271)과 제2결합홀(1272)이 상호 이격 배치된다. 제3연결브라켓(127)에는 하중결합부(1223)와 마찬가지로 중량물의 결합을 위한 하중연결부(1273)가 구비될 수 있다.
태양광발전부(120)는 태양전지패널(121)의 일측에 구비되어 태양광에 의해 형성되는 그림자에 의해 태양광의 조사 방향을 확인하는 태양지시부를 더 포함할 수 있다. 그러면, 태양지시부에 표시되는 그림자의 길이에 대응하여 사용자는 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 조절함으로써, 태양전지패널(121)의 입사면과 태양광의 조사 방향을 조절할 수 있다.
여기서, 태양지시부는 태양전지패널(121)과 평행한 면을 형성하는 방향유도판(128)과, 방향유도판(128)에 직립 설치되는 지시로드(129)를 포함할 수 있다. 이때, 방향유도판(128)에는 지시로드(129)를 중심으로 하는 적어도 하나의 동심원(1281)이 표시되도록 한다.
일예로, 하나의 동심원(1281)이 방향유도판(128)에 표시된 경우, 그림자가 동심원(1281)을 벗어나는 경우, 그림자가 생기지 않거나 동심원(1281) 내에 포함되도록 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 조절함으로써, 태양전지패널(121)의 입사면과 태양광의 조사 방향을 조절할 수 있다.
다른 예로, 상호 직경이 다른 두 동심원(1281)이 방향유도판(128)에 표시된 경우, 그림자가 큰 동심원(1281)을 벗어나는 경우, 그림자가 작은 동심원(1281) 내에 포함되도록 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 조절할 수 있다.
또 다른 예로, 상호 직경이 다른 셋 이상의 동심원(1281)이 방향유도판(128)에 표시된 경우, 그림자가 세번째로 작은 동심원(1281)을 벗어나는 경우, 그림자가 가장 작은 동심원(1281) 내에 포함되도록 태양전지패널(121)과 지지로드(124) 사이의 경사각을 조절할 수 있다.
이와 같이 동심원(1281)의 직경을 세분화함으로써, 별도의 센싱 동작에 필요한 전원을 절약하고, 경사각 조절을 간편하게 할 수 있다.
컨트롤러(200)는 발전유닛(100)이 탈부착 가능하게 결합된다. 컨트롤러(200)는 발전유닛(100)으로부터 전달되는 에너지들을 변환시켜 직류에너지와 교류에너지 중 적어도 어느 하나의 출력에너지로 출력시킬 수 있다.
컨트롤러(200)는 발전유닛(100) 중 태양광발전부(120)로부터 전달되는 태양광에너지를 제1에너지로 변환시켜 출력에너지로 출력시킬 수 있다. 컨트롤러(200)는 발전유닛(100) 중 풍력발전부(130)로부터 전달되는 풍력에너지를 제2에너지로 변환시켜 출력에너지로 출력시킬 수 있다. 컨트롤러(200)는 발전유닛(100) 중 수동발전부(110)로부터 전달되는 회전력에너지를 제3에너지로 변환시켜 출력에너지로 출력시킬 수 있다. 컨트롤러(200)는 발전유닛(100) 중 전력케이블로부터 전달되는 전기에너지를 제4에너지로 변환시켜 출력에너지로 출력시킬 수 있다.
컨트롤러(200)는 제1에너지 내지 제4에너지를 제어하여 충전유닛(400)에 저장할 수 있다.
컨트롤러(200)에는 사용자의 파지를 위한 손잡이(206)와 바닥에서 회전 가능한 바퀴(207) 중 적어도 어느 하나가 구비되어 컨트롤러(200)의 운반 및 재배치를 용이하게 할 수 있다.
컨트롤러(200)는 입력변환부(210), 입력정류부(220), 스위칭부(230), 승압부(240), 역변환부(250), 출력변환부(260), 센싱부(290), 에너지제어부(280)를 포함하고, 전압제어부(270)를 더 포함할 수 있다.
입력변환부(210)는 발전유닛(100)에서 전달되는 에너지들을 각각의 변환에너지로 변환한다. 입력변환부(2310)는 풍력에너지를 제2에너지로 변환하며, 회전력에너지를 제3에너지로 변환하고, 전기에너지를 제4에너지로 변환할 수 있다. 여기서, 태양광에너지는 제1에너지로 치환된다. 입력변환부(210)는 높은 전압의 에너지는 낮은 전압의 에너지로 변환하고, 낮은 전압의 에너지는 높은 전압의 에너지로 변환하는 것이다. 일예로, 220V인 전기에너지를 380V인 제4에너지로 변환할 수 있다.
여기서, 미설명부호 211은 회전력에너지를 제3에너지로 변환하는 수동변환부이고, 미설명부호 212는 풍력에너지를 제2에너지로 변환하는 풍력변환부이다.
입력정류부(220)는 발전유닛(100)에서 직접 전달되는 에너지와 변환에너지 중 적어도 어느 하나를 정류한다. 입력정류부(220)는 발전유닛(100)에서 직접 전달되는 에너지와 변환에너지 중 적어도 어느 하나에서 교류 성질을 제거하여 정류한다. 그러면, 정류된 에너지는 노이즈를 줄일 수 있다.
여기서, 미설명부호 221은 제3에너지를 정류하는 수동정류부이고, 미설명부호 222는 제2에너지를 정류하는 풍력정류부이다.
스위칭부(230)는 입력정류부(220)에서 정류된 에너지의 전압에서 기설정된 기준전압과 같거나 큰 전압을 출력에너지로 출력한다.
스위칭부(230)는 제1에너지 내지 제4에너지를 각각의 기설정된 기준전압과 비교하여, 제1에너지 내지 제4에너지가 기준전압보다 낮으면, 출력에너지로 출력되는 것을 차단한다. 스위칭부(230)는 제1에너지 내지 제4에너지를 각각의 기설정된 기준전압과 비교하여, 제1에너지 내지 제4에너지가 기준전압과 같거나 크면, 출력 에너지로 출력한다.
좀더 자세하게, 스위칭부(230)는 발전유닛(100)의 각 발전부에 대응하여 제1비교기(231), 제2비교기(232)를 포함하고, 제3비교기(233)와 제4비교기(234) 중 적어도 어느하나를 더 포함할 수 있다.
제1비교기(231)는 제11입력단으로 제1에너지가 입력되고, 제12입력단으로 제1기준전압이 입력된다. 이후, 제1비교기(231)는 제11입력단을 통해 입력된 제1에너지와 제12입력단을 통해 입력된 제1기준전압을 비교하여 제1에너지가 제1기준전압과 실적으로 동일하거나 높은 전압이면, 제1출력단으로 출력하고, 제1에너지가 기준 전압보다 낮은 전압이면, 차단한다.
제2비교기(232)는 제21입력단으로 제2에너지가 입력되고, 제22입력단으로 제2기준전압이 입력된다. 이후, 제2비교기(232)는 제21입력단을 통해 입력된 제2에너지와 제22입력단을 통해 입력된 제2기준전압을 비교하여 제2에너지가 제2기준전압과 실적으로 동일하거나 높은 전압이면, 제2출력단으로 출력하고, 제2에너지가 제2기준전압보다 낮은 전압이면, 차단한다.
제3비교기(233)는 제31입력단으로 제3에너지가 입력되고, 제32입력단으로 제3기준전압이 입력된다. 이후, 제3비교기(233)는 제31입력단을 통해 입력된 제3에너지와 제32입력단을 통해 입력된 제3기준전압을 비교하여 제3에너지가 제3기준전압과 실적으로 동일하거나 높은 전압이면, 제3출력단으로 출력하고, 제3에너지가 제3기준전압보다 낮은 전압이면, 차단한다.
제4비교기(234)는 제41입력단으로 제4에너지가 입력되고, 제42입력단으로 제4기준전압이 입력된다. 이후, 제4비교기(234)는 제41입력단을 통해 입력된 제4에너지와 제42입력단을 통해 입력된 제4기준전압을 비교하여 제4에너지가 제4기준전압과 실적으로 동일하거나 높은 전압이면, 제4출력단으로 출력하고, 제4에너지가 제4기준전압보다 낮은 전압이면, 차단한다.
이와 같이, 스위칭부(230)는 기준전압을 기준으로 낮은 전압을 차단한다. 낮은 전압은 높은 전압에 대비하여 에너지 손실률이 많이 발생한다. 이에 따라, 낮은 전압을 차단하고, 상대적으로 에너지 손실률이 적은 높은 전압을 출력시킴으로써, 에너지 효율을 개선할 수 있다.
또한, 제1출력단, 제2출력단, 제3출력단, 제4출력단 각각에서 출력되는 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지, 제4에너지 중 적어도 하나가 출력에너지가 되거나, 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지, 제4에너지 중 적어도 하나가 합하여 출력에너지가 된다. 출력에너지는 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지, 제4에너지, 적어도 두 에너지의 합 중 적어도 하나가 될 수 있다.
여기서, 제1센싱부(290a)는 입력정류부(220)로부터 제공받은 정류된 제1에너지 또는 정류된 제2에너지 또는 정류된 제3에너지 각각이 기준전압보다 높으면, 제4에너지를 차단하는 제1센싱신호를 출력할 수 있다. 이때, 제4비교기(234)의 제4출력단에는 제4에너지를 공급하거나 차단하는 출력스위칭부(235)를 포함할 수 있다. 다른 표현으로, 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지 각각이 기준전압보다 실질적으로 높으면 제1센싱부(290a)는 전기에너지를 통해 변환된 제4에너지를 차단하게 된다.
이는 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지를 이용하여 직류기기(500)와 교류기기(600)를 충분히 동작시킬 수 있으므로, 전기에너지를 차단함으로써, 전력낭비를 줄일 수 있다.
제1 에너지 내지 제4에너지가 스위칭부(230)에 공급되어 출력에너지로 출력되는 동안 태양광에너지 또는 풍력에너지가 충전유닛(400)에 충전될 수 있는 완충에너지보다 높으면, 전기에너지인 제4에너지가 공급되지 않도록 차단할 수 있다. 다른 표현으로, 태양광에너지 또는 풍력에너지를 충전유닛(400)에 저장하면서도 직류기기(500)와 교류기기(600) 중 적어도 하나를 동작시킬 수 있을 정도로 많은 에너지가 공급되기 때문이다. 이에 따라, 전기에너지가 컨트롤러(200)에 공급되는 것을 차단하여 연료비를 절감할 수 있다.
반대로, 태양광에너지 또는 풍력에너지가 스위칭부(230)에 공급되어 출력에너지로 출력되는 동안 태양광에너지 또는 풍력에너지가 충전유닛(400)에 충전될 수 있는 완충에너지보다 낮고 방전에너지보다 높으면, 전기에너지를 공급한다. 다른 표현으로, 태양광에너지 또는 풍력에너지를 충전유닛(400)에 저장하면서도 직류기기(500)와 교류기기(600) 중 적어도 하나를 동작시키기 부족한 에너지가 공급되기 때문이다. 이에 따라, 컨트롤러(200)는 전기에너지를 공급받아 부족한 에너지를 채울 수 있다.
또한, 태양광에너지 또는 풍력에너지가 충전유닛(400)에 충전될 수 있는 방전에너지보다 낮고, 정전에 의해 전기에너지의 공급이 차단되면, 충전유닛(400)은 저장된 에너지를 출력한다. 다른 표현으로, 충전유닛(400)은 공급대기 상태를 유지하다가 정전이 발생하면, 바로 충전된 출력에너지를 직류기기(500)와 교류기기(600) 중 적어도 하나에 공급함으로써, 기기류(500, 600)의 동작이 멈추는 것을 미연에 방지할 수 있다.
태양광에너지 또는 풍력에너지가 컨트롤러(200)의 최대 입력에너지보다 높게 스위칭부(230)에 공급되면, 출력에너지가 일정한 펄스 주기와 펄스 전압폭을 형성하게 된다. 이때, 태양광에너지와 풍력에너지가 동시에 컨트롤러(200)의 최대 입력에너지보다 높도록 스위칭부(230)에 공급되면, 출력에너지는 펄스 주기의 주기가 짧아지며, 펄스 전압폭이 길어진다. 다른 표현으로, 제1에너지 내지 제4에너지가 충분하게 공급되기 때문에, 충전유닛(400)에는 많은 에너지가 짧은 시간에 저장될 수 있다.
여기서, 발전유닛(100)와 스위칭부(230) 사이에 제1역전류방지부(291)가 배치되어 태양에너지인 제1에너지가 태양광발전부(120)로 역전류되는 것을 방지할 수 있다.
승압부(240)는 스위칭부(230)로부터 전달되는 출력에너지를 승압한다. 승압부(240)는 입력변환부(210)와 입력정류부(220)를 경유하여 교류 성분이 제거된 에너지 중 하나를 선택하여 최종 출력되는 출력에너지가 손실없이 충전유닛(400)에 저장되거나 출력변환부(260)에 안정적으로 제공할 수 있도록 승압한다.
여기서, 승압부(240)는 제1출력단에서 출력되는 제1에너지를 승압하는 제1승압부(241)와, 제2출력단에서 출력되는 제2에너지를 승압하는 제2승압부(242)를 포함하고, 제3출력단에서 출력되는 제3에너지를 승압하는 제3승압부(243)와, 제4출력단에서 출력되는 제4에너지를 승압하는 제4승압부(244) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
역변환부(250)는 승압부(240)로부터 승압된 출력에너지 중 하나를 제공받아 역변환한다. 역변환부(250)는 직류전원을 교류전원으로 변환할 수 있다.
출력변환부(260)는 승압부(240)로부터 직접 전달되는 출력에너지를 변환하여 직류기기(500)로 출력하고, 역변환부(250)로부터 역변환된 출력에너지를 제공받아 교류기기(600)로 출력한다.
출력변환부(260)는 역변환부(250)로부터 역변환된 출력에너지를 교류기기(600)로 출력하는 제1변환부(261)와, 승압부(240)로부터 직접 전달되는 출력에너지를 제1직류기기(510)로 출력하는 제2변환부(262)와, 승압부(240)로부터 직접 전달되는 출력에너지를 제2직류기기(520)로 출력하는 제3변환부(263)와, 승압부(240)로부터 직접 전달되는 출력에너지를 제3직류기기(530)로 출력하는 제4변환부(264) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이때, 출력변환부(260)와 제1직류기기(510) 사이에는 제1포트(201)가 구비되고, 출력변환부(260)와 제2직류기기(520) 사이에는 제2포트(202)가 구비되며, 출력변환부(260)와 제3직류기기(530) 사이에는 제3포트(203)가 구비되고, 출력변환부(260)와 교류기기(600) 사이에는 제4포트(204)가 구비됨으로써, 출력에너지의 출력 안정성을 확보할 수 있다.
센싱부(290)는 스위칭부(230), 승압부(240), 역변환부(250), 출력변환부(260)를 센싱하여 적어도 하나 이상의 센싱신호를 출력한다. 센싱부(290)는 제1 센싱부(290a) 내지 제4 센싱부(290d) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1센싱부(290a)는 스위칭부(230)를 센싱하여 출력되는 출력에너지를 제어하는 제1센싱신호를 출력한다. 제1센싱부(290a)는 스위칭부(230)에 입력되는 제1에너지 내지 제4에너지를 실시간으로 센싱하여 출력에너지를 제어할 수 있다.
제2센싱부(290b)는 충전유닛(400)를 센싱하여 충전유닛(400)의 상태를 제어하는 제2센싱신호를 출력한다. 제2센싱부(290b)는 출력에너지가 충전유닛(400)에 저장되는 상태를 실시간으로 센싱할 수 있다.
제3센싱부(290c)는 역변환부(250)를 센싱하여 역변환된 출력에너지를 제어하는 제3센싱신호를 출력한다. 제3센싱부(290c)는 역변환부(250)를 센싱하여 출력에너지가 안정적으로 역변환되도록 제어할 수 있다.
제4센싱부(290d)는 출력변환부(260)를 센싱하여 직류기기(500)와 교류기기(600) 중 적어도 어느 하나에 제공되는 출력에너지를 제어하는 제4센싱신호를 출력한다. 제4센싱부(290d)는 출력변환부(260)를 센싱하여 안정적인 출력에너지를 직류기기(500)와 교류기기(600) 중 적어도 어느 하나에 제공하여 직류기기(500)와 교류기기(600) 중 적어도 어느 하나의 오동작을 미연에 방지할 수 있다.
센싱부(290)는 발전유닛(100)의 접속과 더불어 수동발전부(110)의 동작에 따른 회전량을 감지하는 회전량센서(290e)와, 태양광발전부(120)의 동작에 따라 태양광의 일조량을 감지하는 일조량센서(290f)와, 풍력발전부(130)의 동작에 따라 풍력을 감지하는 풍력센서(290g) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
회전량센서(290e)의 센싱값은 에너지제어부(280)를 거쳐 표시부(300)에 전달됨으로써, 표시부(300)에서는 수동발전부(110)의 동작을 위한 회전량을 표시함은 물론 회전량에 따른 예상 충전량을 디스플레이할 수 있다.
일조량센서(290f)의 센싱값은 에너지제어부(280)를 거쳐 표시부(300)에 전달됨으로써, 표시부(300)에서는 태양광발전부(120)의 동작을 위한 일조량을 표시함은 물론 일조량에 따른 예상 충전량을 디스플레이할 수 있다.
풍력센서(290g)의 센싱값은 에너지제어부(280)를 거쳐 표시부(300)에 전달됨으로써, 표시부(300)에서는 풍력발전부(130)의 동작을 위한 풍력을 표시함은 물론 풍력에 따른 예상 충전량을 디스플레이할 수 있다.
전압제어부(270)는 승압부(240)로부터 승압된 출력에너지의 전압을 센싱하고, 출력에너지의 전압이 기설정된 제어전압과 같거나 높으면 제1제어신호를, 낮으면, 제2제어신호를 에너지제어부(280)에 제공한다. 전압제어부(270)는 승압부(240)와 출력변환부(260) 사이에 전기적으로 연결되어 승압부(240)로부터 승압된 출력에너지를 센싱한다. 승압부(240)로부터 승압된 출력에너지의 전압을 실시간으로 센싱하여 출력에너지가 기설정된 제어전압과 같거나 높으면, 제1제어신호를 에너지제어부(280)에 제공하고, 제어전압보다 낮으면, 제2제어신호를 에너지제어부(280)에 제공하여 출력에너지를 제어할 수 있다.
에너지제어부(280)는 센싱부(290)로부터 센싱신호를 제공받아 스위칭부(230), 승압부(240), 역변환부(250), 출력변환부(260)를 제어한다. 에너지제어부(280)는 제1센싱부(290a)로부터 제1센싱신호를 실시간으로 제공받아 스위칭부(230)를 제어하고, 제2센싱부(290b)로부터 제2센싱신호를 실시간으로 제공받아 승압부(240)를 제어하고, 제3센싱부(290c)로부터 제3센싱신호를 실시간으로 제공받아 역변환부(250)를 제어하고, 제4센싱부(290d)로부터 제4센싱신호를 실시간으로 제공받아 출력변환부(260)를 제어할 수 있다.
또한, 에너지제어부(280)는 전압제어부(270)로부터 제1제어신호가 제공되면, 승압부(240)와 충전유닛(400) 사이에 배치되는 스위칭부(294)를 턴 온(Turn on)하여 출력에너지의 일부가 충전유닛(400)에 저장되도록 하고, 제2제어신호가 제공되면 스위칭부(294)를 턴 오프(Turn off)하여 출력에너지의 일부가 충전유닛(400)으로 저장되지 않도록 차단하는 것을 포함할 수 있다. 다른 표현으로, 출력되는 출력에너지가 과잉되면, 과잉된 만큼 충전유닛(400)에 저장되고, 출력되는 출력에너지가 부족하면, 충전유닛(400)에 저장된 출력에너지를 출력하여 보충할 수 있다.
에너지제어부(280)는 통신부(281)를 더 포함할 수 있다. 통신부(281)는 실시간으로 에너지제어부(280)의 상태를 모니터링할 수 있는 표시부(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 표시부(300)에 실시간으로 정보를 제공할 수 있다. 사용자는 표시부(300)를 통해 에너지제어부(280)의 상태를 실시간으로 모니터링함으로써, 장소에 구애받지 않으면서 에너지제어부(280)를 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 컨트롤러(200)는 제어전원부(293)를 포함할 수 있다. 제어전원부(293)는 입력정류부(220), 충전유닛(300), 에너지제어부(280)와 전기적으로 연결되어 컨트롤러(200)의 전원을 제어하는 것이다. 다른 표현으로, 제어전원부(293)는 전기에너지가 정류된 제4에너지를 실시간으로 제공받으며, 제4에너지가 단락될 경우를 대비하여 충전유닛(400)과 전기적으로 연결됨으로써, 안정적으로 컨트롤러(200)의 전원을 제어할 수 있다.
여기서, 제어전원부(293)와 입력정류부(220) 사이, 제어전원부(293)와 충전유닛(400) 사이에는 각각 제2역전류방지부(292a)와 제3역전류방지부(292b)가 구비될 수 있다. 제2역전류방지부(292a)와 제3역전류방지부(292b)는 제어전원부(293)로 입력정류부(220) 또는 축전지부(500)로 역전류되는 것을 미연에 방지함으로써, 오동작을 방지할 수 있다.
여기서, 미설명부호 205는 컨트롤러(200)의 냉각을 위한 송풍팬이고, 미설명부호 208a는 태양광발전부(120)의 접속을 위해 컨트롤러(200)에 구비되는 태양광포트이며, 미설명부호 208b는 충전유닛(400)의 접속을 위해 컨트롤러(200)에 구비되는 충전포트이고, 미설명부호 208c는 인버터(610)의 접속을 위해 컨트롤러(200)에 구비되는 인버터포트이며, 미설명부호 208d는 풍력발전부(130)의 접속을 위해 컨트롤러(200)에 구비되는 풍력포트이다.
에너지제어부(280)는 컨트롤러(200)의 상태를 모니터링할 수 있는 표시부(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어 표시부(300)에 실시간으로 정보를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
표시부(300)는 에너지제어부(280)로부터 전송되는 신호에 대응하여 컨트롤러의 동작 상태를 표시한다.
충전유닛(400)은 승압부(240)와 출력변환부(260) 사이에 배치되어 출력변환부(260)로 제공되는 승압된 출력에너지 중 일부를 저장한다. 충전유닛(400)은 승압된 출력에너지를 저장하거나 출력하는 것이다. 에너지제어부(280)의 제어에 따라 최종 출력되는 출력에너지가 과도하게 증가하면, 충전유닛(400)은 출력에너지의 일부를 저장할 수 있다. 또한, 에너지제어부(280)의 제어에 따라 최종 출력되는 출력에너지가 부족하면, 충전유닛(400)은 저장된 출력에너지를 출력함으로써, 부족한 출력에너지를 보상할 수 있다.
충전유닛(400)에는 제1충전부와 제2충전부가 형성될 수 있다. 이와 같이, 적어도 하나 이상의 충전부를 형성함으로써, 과잉되어 출력되는 출력에너지를 더욱 많이 저장할 수 있다. 그러면, 저장능력이 개선됨으로써, 직류기기와 교류기기 중 적어도 어느 하나는 갑자기 전력이 차단되거나 전력이 오랜 시간 동안 공급되지 않더라도, 저장된 출력에너지를 이용하여 더욱 안정적으로 동작할 수 있다. 다른 표현으로, 저장능력이 개선됨으로써, 긴급하거나 위급한 상황이 발생하더라고, 안정되게 직류기기와 교류기기 중 적어도 어느 하나를 동작시킬 수 있다.
또한, 하나의 충전부가 고장나더라도 여분의 충전부가 있으므로 더욱 안정되게 출력에너지를 저장할 수 있다.
여기서, 센싱부(290)는 제1충전부와 제2충전부의 충전 상태를 실시간으로 센싱하여 출력에너지가 제1충전부와 제2충전부에 효율적으로 저장되도록 한다. 특히, 센싱부는 제1충전부에서 출력에너지가 완전하게 저장되면, 충전신호를 출력하여 이웃하는 제2충전부에서 출력에너지가 저장되도록 한다. 센싱부(290)는 제1충전부에 저장될 수 있는 출력에너지가 얼마인지 제1충전부의 충전 상태를 실시간으로 센싱하고, 제1충전부에서 출력에너지가 가득차면, 충전신호를 출력하여 출력에너지가 제2충전부에 저장되도록 한다.
미설명부호 500은 직류에너지에 의해 동작되는 직류기기를 나타내는 것이고, 미설명부호 510은 직류에너지 중 제1정격전압(24V)에 의해 동작되는 제1직류기기를 나타내는 것이며, 미설명부호 520은 직류에너지 중 제2정격전압(12V)에 의해 동작되는 제2직류기기를 나타내는 것이고, 미설명부호 520은 직류에너지 중 제3정격전압(5V)에 의해 동작되는 제3직류기기를 나타내는 것이다.
미설명부호 600은 교류에너지에 의해 동작되는 교류기기를 나타내는 것이다.
미설명부호 610은 컨트롤러(200)에 탈부착 가능하게 접속되어 인가되는 직류에너지를 교류에너지로 변환시키는 인버터를 나타내는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 복합발전 시스템에서 컨트롤러(200)에는 인버터(610)가 외부에서 결합되기도 하고, 내장되기도 한다. 일예로, 도 4에 도시된 바와 같은 컨트롤러(200)에는 인버터(610)가 결합될 수 있다. 다른 예로, 도 5에 도시된 바와 같은 컨트롤러(200)에는 인버터(610)가 내장될 수 있는 것이다.
상술한 휴대용 복합발전 시스템에 따르면, 전원 공급이 용이하지 않은 지역에서 저렴하고 컴팩트한 구조를 나타내어 간편하게 휴대가 가능하고, 태양에너지, 풍력에너지, 수동에너지, 전기에너지를 제공받아서 원활하게 전원을 공급받을 수 있다. 특히, 발전유닛(100)과 컨트롤러(200)가 상호 탈부착 가능하게 모듈화됨으로써, 휴대성을 향상시킬 수 있고, 운반 및 설치를 용이하게 할 수 있다.
또한, 전원 공급이 용이하지 않은 지역 중 기설정된 소득 수준보다 낮은 저소득 국가 또는 발전 인프라가 구축되지 않은 지역이나 국가에서 4인 1가구에 대한 전력량을 충족시킬 수 있다.
또한, 태양지시부를 통해 태양광의 조사 방향을 확인할 수 있고, 태양전지패널(121)이 태양광의 조사 방향에 실질적으로 수직을 이루도록 조정이 가능하다. 또한, 태양지지시부를 통해 태양광의 조사 방향에 대응하여 그림자의 길이를 쉽게 파악할 수 있고, 태양전지패널(121)의 입사면에 대한 조정시기를 확인할 수 있다.
또한, 하중결합부(1223)를 통해 설치 위치에서 태양전지패널(121)의 유동을 방지할 수 있고, 풍력에 의한 태양전지패널(121)의 파손을 방지하며, 설치 위치에서 태양전지패널(121)의 정위치를 안정화시킬 수 있다.
또한, 수동발전부()110, 케이블전력부를 통해 설치 위치에서의 기상조건이 태양광에너지와 풍력에너지를 발생시키지 못하더라도, 효율적이 충전이 가능하도록 하고, 계속적으로 에너지를 발생시킬 수 있다.
또한, 손잡이(206), 바퀴(207)의 구성을 통해 컴팩트하게 제작된 컨트롤러(200)의 운반 및 재배치를 용이하게 할 수 있다.
또한, 일조량센서(290f), 풍량센서(290g)를 통해 설치 위치에서의 기상조건을 간편하게 확인하고, 예상 발전량이나 예상 충전량을 유추할 수 있으며, 충전의 효율성을 향상시켜 불필요한 충전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 표시부(300)를 통해 컨트롤러(200)의 동작 상태를 간편하게 확인할 수 있고, 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 컨트롤러(200)의 세부 구성을 통해 발전유닛(100)에서 전달되는 에너지들을 용이하게 정류하고 변환하여 저장함으로써, 컨트롤러(200)에 접속되는 교류기기(600)와 직류기기(500)를 안정적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 역전류방지부(291, 292a, 292b)를 통해 역전류에 의한 컨트롤러(200)의 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 전압제어부(270)를 통해, 최종 출력되는 출력에너지를 안정적으로 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 발전유닛 110: 수동발전부 111: 회전레버부
112: 회전발전부 120: 태양광발전부 121: 태양전지패널
121a: 제1단자 121b: 제2단자 122: 제1연결브라켓
122a: 고정브라켓부 122b: 연결찬넬부 1221: 회전홀부
1222: 고정홀부 1223: 하중결합부 123: 제2연결브라켓
123a: 지지찬넬부 123b: 연결날개부 1231: 연통홀부
1232: 조절홀부 124: 지지로드 125: 회전축부
126: 조절축부 127: 제3연결브라켓 1271: 제1결합홀
1272: 제2결합홀 1273: 하중연결부 128: 방향유도판
1281: 동심원 129: 지시로드 130: 풍력발전부
200: 컨트롤러 201: 제1포트 202: 제2포트
203: 제3포트 204: 교류포트 205: 송풍팬
206: 손잡이 207: 바퀴 208a: 태양광포트
208b: 충전포트 208c: 인버터포트 208d: 풍력포트
210: 입력변환부 211: 수동변환부 212: 풍력변환부
220: 입력정류부 221: 수동정류부 222: 풍력정류부
230: 스위칭부 231: 제1비교부 232: 제2비교부
233: 제3비교부 234: 제4비교부 235: 출력스위칭부
240: 승압부 241: 제1승압부 242: 제2승압부
243: 제3승압부 244: 제4승압부 250: 역변환부
260: 출력변환부 261: 제1변환부 262: 제2변환부
263: 제3변환부 264: 제4변환부 270: 전압제어부
280: 에너지제어부 281: 통신부 290: 센싱부
290a: 제1센싱부 290b: 제2센싱부 290c: 제3센싱부
290d: 제4센싱부 290e: 회전량센서 290f: 일조량센서
290g: 풍력센서 291: 제1역전류방지부 292a: 제2역전류방지부
292b: 제3역전류방지부 293: 제어전원부 294: 충전스위칭부
300: 표시부 400: 충전유닛 500: 직류기기
510: 제1직류기기 520: 제2직류기기 530: 제3직류기기
600: 교류기기 610: 인버터

Claims (7)

  1. 설치 위치에서 발전에 의해 태양광에너지, 풍력에너지를 발생시키는 발전유닛; 및 상기 발전유닛이 탈부착 가능하게 결합되고, 상기 발전유닛으로부터 전달되는 에너지들을 변환시켜 직류에너지와 교류에너지 중 적어도 어느 하나의 출력에너지로 출력시키는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 발전유닛은, 설치 위치에 조사되는 태양광에 의해 상기 태양광에너지를 발생시키는 태양광발전부; 설치 위치에 전달되는 풍력에 의해 상기 풍력에너지를 발생시키는 풍력발전부; 사용자에 의해 회전력이 발생되도록 상기 컨트롤러에 회전 가능하게 결합되는 회전레버부와, 상기 컨트롤러에 내장되어 상기 회전레버부의 회전력에 의해 회전력에너지를 발생시키는 회전발전부를 포함하는 수동발전부; 및 기설정된 전기에너지가 전달되는 케이블전력부;를 포함하며,
    상기 태양광발전부는, 설치 위치에 조사되는 태양광을 상기 태양광에너지로 변환시키는 적어도 하나의 태양전지패널; 상기 태양전지패널에 결합되는 제1연결브라켓; 회전축부를 매개로 상기 제1연결브라켓에 회전 가능하게 결합되는 제2연결브라켓; 상기 제2연결브라켓에 결합되는 지지로드; 및 상기 회전축부에서 이격되어 상기 제1연결브라켓과 상기 제2연결브라켓을 상호 연결시키는 조절축부; 상기 태양전지패널의 일측에 구비되어 태양광에 의해 형성되는 그림자에 의해 태양광의 조사 방향을 확인하는 태양지시부;를 포함하고,
    상기 태양지시부는, 상기 태양전지패널과 평행한 면을 형성하는 방향유도판; 및 상기 방향유도판에 직립 설치되는 지시로드;를 포함하며, 상기 방향유도판에는 상기 지시로드를 중심으로 하는 셋 이상의 동심원;이 표시되고,
    상기 태양광발전부는 설치 위치에서 태양광의 조사 방향에 대응하여 상기 태양전지패널과 상기 지지로드 사이의 경사각을 조절한 다음, 상기 조절축부로 상기 제1연결브라켓과 상기 제2연결브라켓을 상호 연결시키며, 상기 태양지시부에 표시되는 그림자의 길이에 대응하여 상기 태양전지패널과 상기 지지로드 사이의 경사각을 조절하고,
    상기 제1연결브라켓과 상기 제2연결브라켓 중 적어도 어느 하나에는 중량물을 결합하기 위한 하중결합부;가 구비되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 발전유닛에서 전달되는 에너지들을 각각의 변환에너지로 변환하는 입력변환부; 상기 발전유닛에서 직접 전달되는 에너지와 상기 변환에너지 중 적어도 어느 하나를 정류하는 입력정류부; 상기 입력정류부에서 정류된 에너지의 전압에서 기설정된 기준전압과 같거나 큰 전압을 출력에너지로 출력하는 스위칭부; 상기 스위칭부로부터 전달되는 출력에너지를 승압하는 승압부; 상기 승압부로부터 전달되는 출력에너지 중 하나를 역변환하는 역변환부; 상기 승압부로부터 직접 전달되는 출력에너지를 변환하여 직류기기로 출력하고, 상기 역변환부로부터 전달되는 출력에너지를 변환하여 교류기기로 출력하는 출력변환부; 상기 스위칭부와, 상기 승압부와, 상기 역변환부와, 상기 출력변환부를 감지하여 적어도 하나의 센싱신호를 출력하는 센싱부; 상기 센싱부로부터 전달되는 상기 센싱신호에 따라 상기 스위칭부와, 상기 승압부와, 상기 역변환부와, 상기 출력변환부를 제어하는 에너지제어부; 및 상기 컨트롤러의 동작 상태를 표시하는 표시부;를 포함하며,
    상기 입력변환부는 상기 태양광에너지, 풍력에너지, 회전력에너지 및 기설정된 전기에너지를 각각 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지 및 제4에너지로 변환하고,
    상기 스위칭부는 상기 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지 및 제4에너지와 각각의 입력단을 통해 입력된 제1기준전압, 제2기준전압, 제3기준전압 및 제4기준전압을 비교하여, 각 에너지가 각 기준전압과 동일하거나 높으면 각 출력단으로 출력하고, 각 에너지가 각 기준전압 보다 낮으면 차단하는 제1비교기, 제2비교기, 제3비교기 및 제4비교기를 포함하고,
    상기 스위칭부에서 출력되는 출력에너지는 제1에너지, 제2에너지, 제3에너지 및 제4에너지 중 적어도 하나가 합하여 출력되며,
    상기 센싱부는 상기 발전유닛의 접속과 더불어 상기 수동발전부의 동작에 따른 회전량을 감지하는 회전량센서; 태양광발전부의 동작에 따라 태양광의 일조량을 감지하는 일조량센서; 및 풍력발전부의 동작에 따라 풍력을 감지하는 풍력센서;를 포함하고,
    상기 표시부는 상기 회전량센서, 일조량센서 및 풍력센서에서 센싱된 값은 에너지제어부를 거쳐 각각 수동발전부의 동작을 위한 회전량과 회전량에 따른 예상 충전량, 태양광발전부의 동작을 위한 일조량과 일조량에 따른 예상 충전량, 및 풍력발전부의 동작을 위한 풍력과 풍력에 따른 예상 충전량을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합발전 시스템.
  2. 삭제
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러에는,
    사용자의 파지를 위한 손잡이; 및
    지면에서 회전 가능한 바퀴;
    중 적어도 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합발전 시스템.
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