KR102041424B1 - Combined power generation system using solar and wind power - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양열과 풍력을 이용하여 태양열 증폭집열장치와 풍력발전장치가 서로 연계되어 구동되도록 하여 열에너지와 전기에너지를 생산 또는 발전시킴으로써, 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높이고, 흐린 날, 야간과 같이 일사량이 적은 날 또는 바람이 불지 않는 날씨와 같은 환경에서도 에너지를 효율적으로 생산 또는 발전시킬 수 있는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에 관한 것으로, 태양열과 풍력을 이용하여 태양열 증폭집열장치와 풍력발전장치가 서로 연계되어 구동되도록 하여 열에너지와 전기에너지를 생산 또는 발전시킴으로써, 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높이고, 흐린 날, 야간과 같이 일사량이 적은 날 또는 바람이 불지 않는 날씨와 같은 환경에서도 에너지를 효율적으로 생산 또는 발전시킬 수 있고, 특히, 태양열증폭집열장치의 태양열집열부에서 태양열을 집열시 집열소자가 구비된 진공 상태의 집열관을 구성함으로써 태양열이 집열소자에 의해 가열되기 때문에 집열 효율을 향상시키며, 송풍관의 일측에 열원센서를 통해 측정된 온도값을 통해 송풍팬에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단을 구성함으로써 일사량이 적을 경우에 송풍팬을 통해 공급되는 바람의 공급량을 조절하여 바람을 공급하기 때문에 집열관에서 집열되는 태양열은 외부의 영향을 받지 않고 집열되어 집열된 태양열을 열에너지 또는 전기에너지로 사용할 수 있는 효과가 있다.The present invention by using the solar and wind power solar amplification collector and wind power generator to be driven in conjunction with each other to produce or generate thermal energy and electrical energy, to maximize the efficiency of the use of natural energy, such as solar and wind power, cloudy days The present invention relates to a fusion and hybrid power generation system using solar and wind power that can efficiently produce or generate energy even in an environment such as a day with low insolation or a windy weather, such as nighttime. By collecting and generating heat and electric energy by allowing the collector and wind power generator to be connected to each other, the efficiency of using natural energy such as solar heat and wind is maximized, and the day of low insolation such as cloudy day, night or wind Energy is effective even in an environment such as the cold weather It is possible to produce or generate electricity, and in particular, the solar heat collecting portion of the solar amplifying heat collector is configured to form a vacuum collecting tube equipped with a heat collecting element when collecting solar heat, so that the heat collecting efficiency of the solar heat is improved by the heat collecting element. The air control means for controlling the amount of wind supplied from the blower fan through the temperature value measured by the heat source sensor on one side of the blower pipe controls the amount of wind supplied through the blower fan when the amount of insolation is low. The solar heat is collected from the heat collecting tube because the wind is supplied to the wind collector is effective to use the collected solar heat as heat energy or electric energy without being influenced by the outside.

Description

태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템{Combined power generation system using solar and wind power}Combined power generation system using solar and wind power

본 발명은 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 태양열과 풍력을 이용하여 태양열 증폭집열장치와 풍력발전장치가 서로 연계되어 구동되도록 하여 열에너지와 전기에너지를 생산 또는 발전시킴으로써, 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높이고, 흐린 날, 야간과 같이 일사량이 적은 날 또는 바람이 불지 않는 날씨와 같은 환경에서도 에너지를 효율적으로 생산 또는 발전시킬 수 있는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fusion and hybrid power generation system using solar heat and wind power. More specifically, the solar amplification heat collecting device and the wind power generator are driven in conjunction with each other to produce thermal energy and electric energy using solar and wind power. By generating power, you can maximize the utilization of natural energy such as solar and wind power, and solar and wind power that can efficiently produce or generate energy even in environments such as cloudy days, nights with low insolation, or windless weather. The present invention relates to a fusion and hybrid power generation system.

현재 인류는 화석에너지의 고갈 및 지구의 기후변화 등으로 인해 화석에너지를 대체할 새로운 에너지원을 개발하고 있으며, 이러한 대체에너지 중에서도 무공해이면서 무한하게 이용할 수 있는 태양에너지, 풍력, 수력, 조력 등의 신재생 에너지 분야에 대한 활발한 연구가 이루어지고 있다.Currently, humans are developing new energy sources to replace fossil energy due to the depletion of fossil energy and global climate change. Among these alternative energy sources, renewable energy such as solar energy, wind power, hydropower, tidal power, etc. can be used without pollution. There is active research in the energy sector.

이중 풍력을 이용한 풍력발전장치(또는 시스템)는 지상에 고정 설치되는 단부의 상측에 탑을 수직으로 설치하고, 탑의 상단에는 풍력을 받아 회전하는 블레이드장치를 장착하여 블레이드가 회전하면서 얻게 되는 회전력에 의해 발전기를 작동시켜 전기를 발생시키도록 된 것이다.The wind power generator (or system) using dual wind power is installed vertically on the top of the end fixed to the ground, and the top of the tower is equipped with a blade device that receives the wind to rotate the rotational force obtained as the blade rotates By operating the generator to generate electricity.

그리고 태양에너지를 이용한 태양발전은 화력이나 원자력 같은 기존 발전설비와 달리 연료비가 소요되지 않으며, 소음과 공해가 발생하지 않는 장점이 있고, 태양발전은 대규모 발전설비를 필요로 하지 않으며, 소규모발전이 가능하기 때문에 가정용으로 설치되어 사용할 수 있는 장점이 있다.And solar power generation using solar energy does not require fuel cost, unlike existing power generation facilities such as thermal power or nuclear power, has the advantage that noise and pollution does not occur, solar power does not require large-scale power generation facilities, small-scale power generation is possible Because there is an advantage that can be installed and used for home use.

이와 같은 태양광과 풍력을 이용한 종래의 기술로는 특허문헌 1은 도 1에 도시된 바와 같이 가이드 레일(167) 상에서 구동되는 턴테이블(161)에 프로펠러(173)와 집광판(120)이 설치된 구조의 풍력과 태양광을 이용한 복합발전장치에 관한 발명으로, 태양광 발전부와 풍력 발전부를 복합 구성함에 따라 계절에 상관없이 일정 수준의 전기에너지를 생산할 수 있고 이에 우수한 발전효율을 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다. As a conventional technology using such solar and wind power, Patent Document 1 has a structure in which a propeller 173 and a light collecting plate 120 are installed on a turntable 161 driven on a guide rail 167 as shown in FIG. 1. The present invention relates to a hybrid power generation apparatus using wind and solar light. By combining the solar power generation unit and the wind power generation unit, it is possible to produce a certain level of electric energy regardless of the season, and thus it is possible to maintain excellent power generation efficiency. do.

특허문헌 2는 도 2에 도시된 바와 같이 프레임(10)의 상부에 태양전지패널(20)이 설치되고, 그 하부에 풍력 터빈(31)이 구비된 풍력발전기(30)와 그 하부에 컨트롤 시스템(40) 및 발전기(50)가 구비된 구조의 태양광발전과 풍력발전이 결합된 발전기에 관한 발명으로, 태양광발전을 위한 태양전지 패널을 설치하기 위하여 반드시 필요한 면적에, 그에 준한 내접원의 크기를 가지는 풍력 터빈과, 이에 연결된 발전기로 구성된 풍력발전기를 함께 설치할 수 있어서 단위면적당 발전량이 그만큼 증가하는 것을 특징으로 한다.Patent Document 2, as shown in Figure 2, the solar cell panel 20 is installed on the upper portion of the frame 10, the wind turbine 30 is provided with a wind turbine 31 in the lower portion and the control system in the lower portion The invention relates to a generator combined with photovoltaic power generation and wind power generation having a structure provided with a 40 and a generator 50, in an area necessary for installing a solar cell panel for photovoltaic power generation, and according to the size of the inscribed circle. It can be installed together with the wind turbine having a wind turbine, and a generator connected thereto, characterized in that the amount of power generated per unit area increases.

또한, 특허문헌 3은 도 3에 도시된 바와 같이 베이스 탱크(80)의 상부에 회전 가능하게 설치된 수직 프레임(55)에 장착한 좌,우측 집열판(10) 및 태양추적 센서(30)로 이루어진 구조의 태양열 발전기 겸용 풍력발전기에 관한 발명으로, 좌우 한 쌍의 집열판을 회전 가능하게 지지프레임에 부착함으로써 한 쌍의 집열판을 서로 다른 방향을 보게 하여 풍력발전의 날개로 변환하고 서로 같은 방향을 보면서 태양 고도를 추적할 수 있도록 하여 낮에는 태양열 발전을 하고 밤에는 풍력발전이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, Patent Document 3 has a structure consisting of the left and right heat collecting plate 10 and the solar tracking sensor 30 mounted on the vertical frame 55 rotatably installed on the upper portion of the base tank 80 as shown in FIG. The invention relates to a wind turbine combined with a solar generator of the invention, by attaching a pair of left and right collector plates rotatably to the support frame to convert the pair of collector plates in different directions to the wings of the wind power generation and looking at the same direction It is possible to trace the solar power during the day and wind power at night is characterized in that possible.

그러나 상기 특허문헌 1 내지 3은 모두 태양광과 풍력 에너지를 이용하는 발전 시스템에 관한 발명들이지만, 자연 에너지를 이용한 발전을 통해 생산한 전기 에너지를 다시 열 에너지로 변환시켜 사용하는 과정에서 에너지의 변환에 따른 손실이 발생하는 문제점이 있었다.However, although the patent documents 1 to 3 are all inventions related to a power generation system using solar and wind energy, the conversion of energy in the process of converting and using electrical energy produced through power generation using natural energy back to thermal energy is used. There was a problem that the loss occurs.

특허문헌 1 : 국내등록특허공보 제10-1146117호(2012년 05월 08일 등록) 풍력과 태양광을 이용한 복합발전장치Patent Document 1: Domestic Patent Publication No. 10-1146117 (registered on May 08, 2012) Combined power plant using wind and solar power 특허문헌 2 : 국내공개특허공보 제10-2012-0080155호(2012년 07월 16일 공개) 태양광발전과 풍력발전이 결합된 발전기Patent Document 2: Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0080155 (July 16, 2012) Generator combined solar power and wind power 특허문헌 3 : 국내등록특허공보 제10-1294950호(2013년 08월 02일 등록) 태양열 발전기 겸용 풍력발전기Patent Document 3: Domestic Patent Publication No. 10-1294950 (registered Aug. 02, 2013) Wind generator combined with solar generator

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 태양열과 풍력을 이용하여 태양열 증폭집열장치와 풍력발전장치가 서로 연계되어 구동되도록 하여 열에너지와 전기에너지를 생산 또는 발전시킴으로써, 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높이고, 흐린 날, 야간과 같이 일사량이 적은 날 또는 바람이 불지 않는 날씨와 같은 환경에서도 에너지를 효율적으로 생산 또는 발전시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템을 제공하기 위한 것을 과제로 한다.Therefore, the present invention has been proposed to improve such a conventional problem, by using the solar and wind power solar amplification collector and wind power generator to be driven in conjunction with each other to produce or generate thermal energy and electrical energy, solar and wind power To maximize the efficiency of the use of natural energy, such as on a cloudy day, at night, such as a day of low insolation or windy weather, the energy and the solar and wind power characterized in that it is possible to efficiently produce or generate energy It is a task to provide a fused and combined cycle power system.

즉, 종래의 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템은 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지를 건물의 난방 등과 같은 용도의 열 에너지로 사용하고자 할 경우에도 자연에너지를 전기적 에너지로 변환 후 다시 열 에너지로 변환하여 사용함에 따라 에너지의 변환 과정에서 에너지의 손실이 많은데 반해, 본 발명은 태양열 에너지의 일부는 건물의 난방 등과 같은 용도의 열 에너지로 직접 사용하고, 태양열 에너지의 일부는 발전을 시켜 전기적 에너지로 변환시켜 사용함으로써, 태양열과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높인 것이 특징이다.In other words, the conventional fusion and hybrid power generation system using solar and wind power converts natural energy into electrical energy and then converts it into thermal energy even when natural energy such as solar heat and wind power is used as thermal energy for use in buildings. While the energy is lost in the conversion process of energy, the present invention uses a part of solar energy directly as thermal energy for use such as heating of a building, and a part of solar energy is generated as electrical energy by generating electricity. By converting and using it, the use efficiency of natural energy, such as solar heat, is as high as possible.

특히, 본 발명은 태양열증폭집열장치의 태양열집열부에서 태양열을 집열시 집열소자가 구비된 진공 상태의 집열관을 구성함으로써 태양열이 집열소자에 의해 가열되기 때문에 집열 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 새로운 형태의 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 다른 과제로 한다.In particular, the present invention is a new form that can improve the heat collection efficiency because the solar heat is heated by the heat collecting element by configuring a heat collecting tube of the vacuum state equipped with a heat collecting element when the solar heat is collected in the solar heat collecting unit of the solar amplifier Another problem to be solved is to provide a hybrid power generation system using solar and wind power.

또한, 본 발명은 송풍관의 일측에 열원센서를 통해 측정된 온도값을 통해 송풍팬에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단을 구성함으로써 일사량이 적을 경우에 송풍팬을 통해 공급되는 바람의 공급량을 조절하여 바람을 공급하기 때문에 집열관에서 집열되는 태양열은 외부의 영향을 받지 않고 집열되어 집열된 태양열을 열에너지 또는 전기에너지로 사용하도록 하는 새로운 형태의 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 또 다른 과제로 한다.In addition, the present invention by configuring the air adjusting means for adjusting the supply amount of the wind supplied from the blowing fan through the temperature value measured by the heat source sensor on one side of the blower pipe of the wind supplied through the blowing fan when the amount of insolation is small The solar heat collected in the collection pipe is collected by controlling the amount of supply, so the solar power collected in the collection pipe is collected without any external influence and uses a new type of fusion and hybrid power generation system that uses the collected solar heat as heat energy or electric energy. It is another task to solve the provision.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 태양의 고도에 따라 추적하고, 진공 상태의 집열관(112)을 통해 태양열을 집열하기 위한 태양열집열부(110)와, 상기 태양열집열부(110)에서 집열된 태양열 중 일부를 축열하여 저장하기 위한 축열저장부(120)와, 상기 축열저장부(120)에 축열된 태양열을 제외한 나머지 태양열을 전기에너지로 변환하기 위한 열전발전부(130)를 포함하는 태양열증폭집열장치(100)와; 바람에 의해 회전되는 블레이드(210)와, 상기 블레이드(210)의 회전으로 전력을 생산하고, 상기 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)로 바람을 공급하는 송풍팬(221)을 갖는 발전부(220)와, 상기 발전부(220)와 열전발전부(130)에서 생산된 전력을 저장하기 위한 축전부(230)를 포함하는 풍력발전장치(200)를 포함하여, 상기 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)를 통해 집열된 태양열 중 저온은 사용처에 공급되도록 하고, 고온은 상기 축열저장부(120)에 저장되며, 상기 축열저장부(120)에 저장된 고온의 태양열은 상기 열전발전부(130)를 통해 전기에너지로 변환되어 상기 풍력발전장치(200)의 축전부(230)로 공급되고, 상기 축전부(230)에서 사용처에 전력을 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the solar heat collecting unit 110 for tracking according to the altitude of the sun, and collecting the solar heat through the heat collecting tube 112 in a vacuum state, the solar heat collecting unit ( A heat storage unit 120 for accumulating and storing a part of the solar heat collected in 110, and a thermoelectric generator 130 for converting the remaining solar heat except the heat stored in the heat storage unit 120 into electrical energy. Solar amplification heat collector 100 comprising a; Blade 210 that is rotated by the wind, the blowing fan 221 for producing electric power by the rotation of the blade 210, and supplies the wind to the solar heat collector 110 of the solar amplification heat collector 100 The solar power amplifier including a power generation unit 220 having a, and a wind power generator 200 including a power storage unit 230 for storing the power produced by the power generation unit 220 and the thermoelectric generator 130, Low temperature of the solar heat collected through the solar heat collecting unit 110 of the heat collecting device 100 to be supplied to the place of use, the high temperature is stored in the heat storage storage unit 120, the high temperature stored in the heat storage storage unit 120 Solar heat is converted into electrical energy through the thermoelectric generator 130 is supplied to the electrical storage unit 230 of the wind power generator 200, characterized in that the electrical storage unit 230 to supply power to the use. do.

이와 같은 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 상기 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)는 원호 형상으로 이루어져 태양열을 반사시키기 위한 반사판(1111)을 갖고, 상기 반사판(1111)을 태양의 고도에 따라 회전시키기 위한 회전부(1112)를 갖는 태양열추적수단(111)과; 상기 태양열추적수단(111)의 반사판(1111)의 내측에 배치되고, 상기 반사판(1111)을 통해 반사되는 태양열을 집열하기 위한 진공상태의 집열관(112)과; 상기 집열관(112)을 관통하고, 일측이 상기 풍력발전장치(200)의 송풍팬(221)을 통해 바람이 공급되며, 타측이 상기 축열저장부(120)와 연결되는 송풍관(114)과; 양측단이 상기 열전발전부(130)와 연결되고, 내측이 상기 집열관(112)의 내부에 위치되는 히트파이프(115)와; 상기 집열관(112)의 내부에서 상기 송풍관(114) 및 히트파이프(115)를 감싸도록 형성되는 나선형의 집열파이프(113)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the fusion and hybrid power generation system using solar and wind power according to the present invention, the solar heat collecting unit 110 of the solar amplifying heat collecting device 100 has an arc shape and has a reflecting plate 1111 for reflecting solar heat. Solar heat tracking means (111) having a rotating portion (1112) for rotating the reflector (1111) according to the altitude of the sun; A heat collecting tube 112 disposed inside the reflecting plate 1111 of the solar heat tracking means 111 and configured to collect solar heat reflected through the reflecting plate 1111; A blowing pipe 114 penetrating through the heat collecting pipe 112, one side of which is supplied with wind through the blowing fan 221 of the wind power generator 200, and the other side of which is connected to the heat storage storage unit 120; A heat pipe 115 connected to both ends of the thermoelectric generator 130 and having an inner side of the heat collecting tube 112; It is characterized in that it comprises a spiral collecting pipe 113 formed to surround the blowing pipe 114 and the heat pipe 115 in the interior of the heat collecting pipe (112).

이와 같은 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 상기 집열관(112)은 내부에 태양열의 흡수율을 높이기 위한 복수개의 집열소자(1121)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In the fusion-combined power generation system using solar and wind power according to the present invention, the heat collecting tube 112 is characterized in that a plurality of heat collecting elements 1121 for increasing the absorption rate of solar heat therein is provided.

이와 같은 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 상기 집열관(112)은 내부에 축열에 필요한 온도를 측정하기 위한 열원센서(1122)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In the fusion and hybrid power generation system using solar and wind power according to the present invention, the heat collecting pipe 112 is characterized in that the heat source sensor 1122 for measuring the temperature required for heat storage is provided therein.

이와 같은 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 상기 송풍관(114)의 일측에는 상기 열원센서(1122)를 통해 측정된 온도값을 통해 상기 송풍팬(221)에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단(116)이 설치되는 것을 특징으로 한다.In the fusion / combined power generation system using solar and wind power according to the present invention, one side of the blower tube 114 is provided with the temperature of the wind supplied from the blower fan 221 through a temperature value measured by the heat source sensor 1122. Air control means for adjusting the supply amount 116 is characterized in that it is installed.

이와 같은 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 상기 태양열집열부(110)의 축열저장부(120)와 연결되는 송풍관(114)의 타측에는 저온은 통과시켜 사용처에 공급하도록 하고, 고온은 상기 축열저장부(120)로 공급하도록 하는 송풍전환수단(117)이 설치되는 것을 특징으로 한다.In the fusion and hybrid power generation system using the solar and wind power according to the present invention as described above, the other side of the blower tube 114 connected to the heat storage storage unit 120 of the solar heat collecting unit 110 to pass the low temperature to supply to the place of use , High temperature is characterized in that the blowing switching means 117 is installed to be supplied to the heat storage unit 120.

이와 같은 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 상기 풍력발전장치(200)의 발전부(220)에서 생산된 전력은 상기 축전부(230)로 공급되고, 상기 축전부(230)에 공급된 전력은 상기 송풍팬(221)으로 공급되어 상기 송풍팬(221)이 구동하는 것을 특징으로 한다.In the fusion and hybrid power generation system using the solar and wind power according to the present invention, the power produced by the power generation unit 220 of the wind power generator 200 is supplied to the power storage unit 230, the power storage unit 230 ) Is supplied to the blowing fan 221 is characterized in that the blowing fan 221 is driven.

이상과 같이 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에 의하면, 태양열과 풍력을 이용하여 태양열 증폭집열장치와 풍력발전장치가 서로 연계되어 구동되도록 하여 열에너지와 전기에너지를 생산 또는 발전시킴으로써, 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높이고, 흐린 날, 야간과 같이 일사량이 적은 날 또는 바람이 불지 않는 날씨와 같은 환경에서도 에너지를 효율적으로 생산 또는 발전시킬 수 있고, 특히, 태양열증폭집열장치의 태양열집열부에서 태양열을 집열시 집열소자가 구비된 진공 상태의 집열관을 구성함으로써 태양열이 집열소자에 의해 가열되기 때문에 집열 효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the fusion / combination power generation system using solar and wind power according to the present invention, the solar amplification collector and the wind power generator are driven in conjunction with each other to produce or generate thermal energy and electric energy using solar and wind power. To maximize the utilization of natural energy such as solar and wind, and to produce or generate energy efficiently even in environments such as cloudy days, nights with low insolation, or windless weather. Since the solar heat is heated by the heat collecting element by configuring a heat collecting tube having a heat collecting element when the solar heat is collected in the solar heat collecting unit of the heat collecting device, the heat collecting efficiency is improved.

즉, 종래의 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템은 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지를 건물의 난방 등과 같은 용도의 열 에너지로 사용하고자 할 경우에도 자연에너지를 전기적 에너지로 변환 후 다시 열 에너지로 변환하여 사용함에 따라 에너지의 변환 과정에서 에너지의 손실이 많은데 반해, 본 발명은 태양열 에너지의 일부는 건물의 난방 등과 같은 용도의 열 에너지로 직접 사용하고, 태양열 에너지의 일부는 발전을 시켜 전기적 에너지로 변환시켜 사용함으로써, 태양열과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다.In other words, the conventional fusion and hybrid power generation system using solar and wind power converts natural energy into electrical energy and then converts it into thermal energy even when natural energy such as solar heat and wind power is used as thermal energy for use in buildings. While the energy is lost in the conversion process of energy, the present invention uses a part of solar energy directly as thermal energy for use such as heating of a building, and a part of solar energy is generated as electrical energy by generating electricity. By converting and using, there is an effect that can maximize the utilization efficiency of natural energy, such as solar heat.

그리고 송풍관의 일측에 열원센서를 통해 측정된 온도값을 통해 송풍팬에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단을 구성함으로써 일사량이 적을 경우에 송풍팬을 통해 공급되는 바람의 공급량을 조절하여 바람을 공급하기 때문에 집열관에서 집열되는 태양열은 외부의 영향을 받지 않고 집열되어 집열된 태양열을 열에너지 또는 전기에너지로 사용할 수 있는 효과가 있다.And by adjusting the air supply means for controlling the amount of wind supplied from the blower fan through the temperature value measured by the heat source sensor on one side of the blower pipe by adjusting the amount of wind supplied through the blower fan The solar heat collected in the heat collecting pipe because of supplying the wind is effective to use the collected solar heat collected as heat energy or electric energy without being influenced by the outside.

또한, 본 발명은 송풍관의 일측에 열원센서를 통해 측정된 온도값을 통해 송풍팬에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단을 구성함으로써 일사량이 적을 경우에 송풍팬을 통해 공급되는 바람의 공급량을 조절하여 바람을 공급하기 때문에 집열관에서 집열되는 태양열은 외부의 영향을 받지 않고 집열되어 집열된 태양열을 열에너지 또는 전기에너지로 사용하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention by configuring the air adjusting means for adjusting the supply amount of the wind supplied from the blowing fan through the temperature value measured by the heat source sensor on one side of the blower pipe of the wind supplied through the blowing fan when the amount of insolation is small Since the supply of wind is controlled by adjusting the supply amount, the solar heat collected in the collecting tube has an effect of using the collected solar heat collected as heat energy or electric energy without being influenced by the outside.

도 1 내지 도 3은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템의 개념도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템의 구성도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에서 태양열집열부를 보여주는 도면이다.1 to 3 is a view for explaining the prior art,
4 is a conceptual diagram of a fusion and hybrid power generation system using solar and wind power according to the present invention;
5 is a block diagram of a fusion and hybrid power generation system using solar and wind power according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing a solar heat collection unit in a fusion and combined cycle power system using solar and wind power according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 4 내지 도 6에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals denote components that perform the same function in FIGS. 4 to 6. Meanwhile, in the drawings and detailed description of the drawings, detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and operations of elements not directly related to technical features of the present invention are omitted, and only the technical configurations related to the present invention are briefly shown or Explained.

도 3 내지 도 6을 참고하면, 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템(10)은 태양열을 집열하여 열에너지와 전기에너지를 발전하는 태양열증폭집열장치(100)와, 풍력을 이용하여 전기에너지를 발전하는 풍력발전장치(200)를 포함하여 사용처에 열 또는 전기를 공급하도록 한다. 여기서, 사용처라 함은 일반 가정 또는 공공기관, 건물 등을 통칭하는 것이다.3 to 6, the fusion and combined cycle power generation system 10 using solar heat and wind power in accordance with a preferred embodiment of the present invention is a solar thermal amplification and collecting device 100 for collecting solar heat to generate thermal energy and electrical energy, Including the wind power generator 200 for generating electrical energy by using the wind power to supply heat or electricity to the use. Here, the term "use" refers to a general home or public institution, a building, or the like.

태양열증폭집열장치(100)는 태양열을 집열하기 위한 태양열집열부(110)와, 태양열집열부(110)에서 집열된 태양열을 축열하고, 저장하기 위한 축열저장부(120)와, 태양열집열부(110)에서 집열된 태양열을 전기에너지로 변환하여 저장하기 위한 열전발전부(130)를 포함하여 이루어진다.The solar amplification collector 100 includes a solar heat collecting unit 110 for collecting solar heat, a heat storage storage unit 120 for storing and storing solar heat collected in the solar heat collecting unit 110, and a solar heat collecting unit ( It comprises a thermoelectric power generation unit 130 for converting and storing the solar heat collected in 110 to electrical energy.

태양열집열부(110)는 도 6에서 보는 바와 같이 태양열추적수단(111), 집열관(112), 송풍관(114), 히트파이프(115), 집열파이프(113)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 6, the solar heat collecting unit 110 includes a solar heat tracking means 111, a heat collecting tube 112, a blower tube 114, a heat pipe 115, and a heat collecting pipe 113.

태양열추적수단(111)은 태양의 고도에 따라 회전하기 위한 것으로, 원호 형상으로 이루어져 태양열을 반사시키기 위한 반사판(1111)을 갖고, 반사판(1111)을 태양의 고도에 따라 회전시키기 위한 회전부(1112)를 갖는다. 이때, 회전부(1112)는 도시하지 않았지만 지면에 고정 설치되는 지지대에 고정 설치되도록 한다.The solar heat tracking means 111 is to rotate according to the altitude of the sun, has a circular arc shape and has a reflecting plate 1111 for reflecting solar heat, and a rotating part 1112 for rotating the reflecting plate 1111 according to the altitude of the sun. Has At this time, the rotating part 1112 is not shown but is fixed to the support is fixed to the ground.

집열관(112)은 태양열을 집열하기 위한 것으로, 태양열추적수단(111)의 반사판(1111)의 내측에 배치되고, 반사판(1111)을 통해 반사되는 태양열을 집열하도록 한다.The heat collecting tube 112 is for collecting solar heat and is disposed inside the reflecting plate 1111 of the solar heat tracking means 111 to collect the solar heat reflected through the reflecting plate 1111.

집열관(112)은 반사판(1111)을 통해 반사되는 태양열의 집열 효율을 높이기 위해 진공 상태의 내부에 복수개의 집열소자(1121)가 구비되고, 내부 온도를 측정하기 위한 열원센서(1122)가 구비된다. 여기서, 집열소자(1122)는 바람직하게는 금속재질로 이루어져 집열되는 태양열의 온도를 신속하게 가열시켜 집열 효과를 높일 수 있을 것이다.The heat collecting tube 112 is provided with a plurality of heat collecting elements 1121 in a vacuum state to increase the heat collecting efficiency of solar heat reflected by the reflecting plate 1111, and is provided with a heat source sensor 1122 for measuring an internal temperature. do. Here, the heat collecting element 1122 may be made of a metal material to quickly heat the temperature of the solar heat being collected, thereby increasing the heat collecting effect.

집열파이프(113)는 집열관(112)의 내부에서 나선형으로 이루어져 태양열의 유동경로를 길게하여 열전달시간을 증대시킴으로써 고온생성이 용이한 이점이 있다.The heat collecting pipe 113 has an advantage of being easily formed at high temperature by increasing the heat transfer time by forming a spiral inside the heat collecting pipe 112 to increase the flow path of solar heat.

송풍관(114)은 집열관(112)에서 집열된 태양열을 이동시키기 위한 관으로써 집열파이프(113)의 양측에 결합되고, 일측이 풍력발전장치(200)의 송풍팬(221)을 통해 바람이 공급되며, 타측이 축열저장부(120)와 연결된다.Blowing pipe 114 is a pipe for moving the solar heat collected in the heat collecting pipe 112 is coupled to both sides of the collecting pipe 113, one side is supplied with wind through the blowing fan 221 of the wind power generator 200 The other side is connected to the heat storage storage unit 120.

그리고, 송풍관(114)의 일측에는 집열관(112)의 열원센서(1122)에 의해 측정된 온도값을 바탕으로 풍력발전장치(200)의 송풍팬(221)에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단(116)이 설치되고, 송풍관(114)의 타측은 분기되어 분기된 한쪽은 축열저장부(120)와 연결되고, 분기된 나머지 한쪽은 사용처에 직접 연결되어 진다. 이때, 분기되는 부분에는 송풍전환수단(117)이 설치되어 집열관(112)에서 집열된 태양열 중 저온은 사용처에 직접 공급하도록 하고, 고온은 축열저장부(120)로 이동시켜 축열저장부(120)에서 저장하도록 한다.And, on one side of the blower tube 114 to adjust the supply amount of the wind supplied from the blowing fan 221 of the wind power generator 200 based on the temperature value measured by the heat source sensor 1122 of the collector tube 112. Air conditioning means for 116 is installed, the other side of the blower tube 114 is branched one side is connected to the heat storage storage unit 120, the other side is branched is directly connected to the use. At this time, the blowing portion switching means 117 is installed in the branched portion so that the low temperature of the solar heat collected in the heat collecting pipe 112 to supply directly to the use, the high temperature is moved to the heat storage storage unit 120 to the heat storage storage unit 120 ) To save.

본 발명에서는 300℃를 기준으로 저온과 고온으로 나누도록 한다.In the present invention, it is divided into low temperature and high temperature based on 300 ℃.

축열저장부(120)에 저장된 고온은 시간이 흐름에 따라 온도가 낮아지면 사용처로 연결되는 송풍관(114)으로 저온을 이동시켜 사용처에서 사용이 가능하도록 송풍관(114)에는 'U'턴 유입수단(118)이 설치되고, 'U'턴 유입수단(118)과 사용처 사이에는 외부의 공기가 유입되어 사용처에 공급되는 열원의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단(119)이 설치되어 진다. 여기서, 온도조절수단(119)은 냉각 또는 히팅장치로 구성될 수 있을 것이다.When the temperature stored in the heat storage unit 120 decreases with time, the high temperature is moved to the blower tube 114 connected to the place of use so that the blower tube 114 can be used at the place of use. 118) is installed, and the temperature control means 119 for controlling the temperature of the heat source supplied to the user is introduced between the 'U' turn inlet means 118 and the user. Here, the temperature control means 119 may be configured as a cooling or heating device.

히트파이프(115)는 집열파이프(113)의 내부에 위치되고, 집열관(112)에서 집열된 태양열을 열 손실없이 열전발전부(130)로 이동시키게 되는 것으로, 양측단이 열전발전부(130)와 연결된다.The heat pipe 115 is located inside the heat collecting pipe 113 and moves the solar heat collected in the heat collecting pipe 112 to the thermoelectric generator 130 without losing heat, and both ends thereof are the thermoelectric power generator 130. ).

한편, 히트파이프(115)는 일사량이 적을 경우 집열관(112)의 내부로 열을 공급하도록 축열저장부(120)와 연결되는 보조히트 파이프(1151)를 포함하여 이루어진다.Meanwhile, the heat pipe 115 includes an auxiliary heat pipe 1151 connected to the heat storage storage unit 120 to supply heat to the heat collecting pipe 112 when the amount of solar radiation is small.

이와 같이 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)에서 태양열을 집열시 집열소자(1121)가 구비된 진공 상태의 집열관(112)을 구성함으로써 태양열이 집열소자(1121)에 의해 가열되기 때문에 집열 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.As such, the solar heat is heated by the heat collecting element 1121 by constituting the heat collecting tube 112 in a vacuum state in which the heat collecting element 1121 is provided when the solar heat collecting unit 110 of the solar amplifying heat collecting apparatus 100 collects solar heat. Therefore, there is an effect to improve the heat collection efficiency.

또한, 송풍관(114)의 일측에 열원센서(1122)를 통해 측정된 온도값을 통해 송풍팬(221)에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단(116)을 구성함으로써 일사량이 적을 경우에 송풍팬(221)을 통해 공급되는 바람의 공급량을 조절하여 바람을 공급하기 때문에 집열관(112)에서 집열되는 태양열은 외부의 영향을 받지 않고 집열되어 집열된 태양열을 열에너지 또는 전기에너지로 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the amount of insolation is small by configuring the air adjusting means 116 for adjusting the supply amount of the wind supplied from the blowing fan 221 through the temperature value measured through the heat source sensor 1122 on one side of the blower tube 114 Since the wind is supplied by adjusting the amount of wind supplied through the blowing fan 221 to the solar heat collected in the heat collecting pipe 112 can be used as heat energy or electric energy collected by the heat collected by the external influence. It has an effect.

축열저장부(120)는 태양열집열부(110)에서 집열된 태양열 중 일부를 저장하기 위한 것으로, 송풍관(114)을 통해 이동되는 열을 저장하고, 저장된 열은 일사량이 적은 경우 또는 야간에 열전발전부(130)로 이동시켜 열전발전부(130)에서 풍력발전장치(200)의 축전부(230)로 이동하도록 한다. 이때, 송풍관(114)을 통해 이동되는 열 중에서 저장되는 열은 송풍관(114) 상에 설치되는 송풍전환수단(117)에 의해 고온의 열만 저장하도록 한다. 그리고, 저장된 고온은 시간이 흐름에 따라 온도가 낮아지게 되는데, 온도가 낮아져 저온이 되면 이를 'U'턴 유입장치(118)를 통해 이동시켜 사용처에 공급하도록 한다.The heat storage unit 120 is for storing a part of the solar heat collected in the solar heat collecting unit 110, and stores heat transferred through the blower tube 114, and the stored heat is thermoelectric power generation when the amount of insolation is small or at night By moving to the unit 130 to move from the thermoelectric generator 130 to the power storage unit 230 of the wind power generator 200. At this time, the heat stored in the heat moved through the blower tube 114 is to be stored only the heat of the high temperature by the blowing switching means 117 installed on the blower tube (114). And, the stored high temperature is lowered as time goes by, and when the temperature is lowered to a low temperature it is moved through the 'U' turn inlet 118 to supply to the user.

본 발명의 바람직한 실시예에서 축열저장부(120)에서 열을 저장하기 위한 수단으로는 젤을 이용하여 열을 저장하도록 한다.In a preferred embodiment of the present invention as a means for storing heat in the heat storage unit 120 to store the heat using a gel.

열전발전부(130)는 태양열집열부(110)에서 집열된 태양열 중 축열저장부(120)로 이동된 열을 제외한 열을 전기에너지로 변환하여 저장하는 것으로, 축열저장부(120)를 통해 공급받은 열을 전기에너지로 변환시키고, 이 전기에너지와 태양열집열부(110)에서 집열된 열을 전기에너지로 변환한 전기에너지를 합하여 풍력발전장치(200)의 축전부(230)로 이동시키게 된다.The thermoelectric generator 130 converts and stores heat, except for heat transferred to the heat storage storage unit 120, of solar heat collected by the solar heat collecting unit 110 into electrical energy, and supplies the heat through the heat storage storage unit 120. The received heat is converted into electrical energy, and the electrical energy and the electrical energy converted from the heat collected by the solar heat collecting unit 110 into electrical energy are combined and moved to the power storage unit 230 of the wind power generator 200.

풍력발전장치(200)는 바람을 이용하여 전기에너지를 생산하기 위한 것으로, 블레이드(210), 발전부(220), 축전부(230)를 포함하여 이루어진다.The wind power generator 200 is for producing electrical energy using wind, and includes a blade 210, a power generation unit 220, and a power storage unit 230.

블레이드(210)는 바람에 의해 회전되는 것으로, 블로워 또는 풍차 등 다양하게 형성될 수 있을 것이다.The blade 210 is rotated by the wind, and may be formed in various ways such as a blower or a windmill.

발전부(220)는 블레이드(210)와 연결되어 블레이드(210)의 회전으로 전력을 생산하는 것으로, 블레이드(210)와 연결되는 복수개의 기어(222)와, 복수개의 기어(222)와 연결되어 전력을 생산하여 축전부(230)로 생산된 전력을 이동시키는 발전기(223)와, 발전기(223)와 연결되고 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)에 구비된 송풍관(114)으로 바람을 공급하기 위한 송풍팬(221)을 포함하여 이루어진다. 이때, 송풍팬(221)은 축전부(230)로부터 전력을 공급받아 바람을 태양열집열부(110)의 송풍관(114)으로 공급하게 된다.Power generation unit 220 is connected to the blade 210 to produce power by the rotation of the blade 210, a plurality of gears 222 and a plurality of gears 222 connected to the blade 210 is connected Generator 223 for producing electric power to move the power produced by the power storage unit 230, and the blower tube 114 connected to the generator 223 and provided in the solar heat collecting unit 110 of the solar amplifier amplification device 100 It includes a blowing fan 221 for supplying wind to the. At this time, the blowing fan 221 is supplied with power from the electrical storage unit 230 to supply the wind to the blower tube 114 of the solar heat collecting unit 110.

축전부(230)는 전기를 저장하기 위한 것으로, 발전부(220)에서 생산된 전기와 태양열증폭집열장치(100)의 열전발전부(130)의 전기를 공급받아 저장하여 사용처에 공급하도록 한다.The power storage unit 230 is for storing electricity, and receives the electricity produced by the power generation unit 220 and the electricity of the thermoelectric power generation unit 130 of the solar amplification heat collecting device 100 to store and supply the electricity to the user.

이상과 같이 본 발명에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템에 의하면, 태양열과 풍력을 이용하여 태양열 증폭집열장치와 풍력발전장치가 서로 연계되어 구동되도록 하여 열에너지와 전기에너지를 생산 또는 발전시킴으로써, 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높이고, 흐린 날, 야간과 같이 일사량이 적은 날 또는 바람이 불지 않는 날씨와 같은 환경에서도 에너지를 효율적으로 생산 또는 발전시킬 수 있고, 특히, 태양열증폭집열장치의 태양열집열부에서 태양열을 집열시 집열소자가 구비된 진공 상태의 집열관을 구성함으로써 태양열이 집열소자에 의해 가열되기 때문에 집열 효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the fusion / combination power generation system using solar and wind power according to the present invention, the solar amplification collector and the wind power generator are driven in conjunction with each other to produce or generate thermal energy and electric energy using solar and wind power. To maximize the utilization of natural energy such as solar and wind, and to produce or generate energy efficiently even in environments such as cloudy days, nights with low insolation, or windless weather. Since the solar heat is heated by the heat collecting element by configuring a heat collecting tube having a heat collecting element when the solar heat is collected in the solar heat collecting unit of the heat collecting device, the heat collecting efficiency is improved.

그리고 종래의 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템은 태양열과 풍력과 같은 자연 에너지를 건물의 난방 등과 같은 용도의 열 에너지로 사용하고자 할 경우에도 자연에너지를 전기적 에너지로 변환 후 다시 열 에너지로 변환하여 사용함에 따라 에너지의 변환 과정에서 에너지의 손실이 많은데 반해, 본 발명은 태양열 에너지의 일부는 건물의 난방 등과 같은 용도의 열 에너지로 직접 사용하고, 태양열 에너지의 일부는 발전을 시켜 전기적 에너지로 변환시켜 사용함으로써, 태양열과 같은 자연 에너지의 이용 효율을 최대한 높일 수 있을 것이다.In the conventional fusion and hybrid power generation system using solar and wind power, even when natural energy such as solar and wind power is used as thermal energy for the purpose of heating of a building, natural energy is converted into electrical energy and then converted into thermal energy. While the energy is lost in the energy conversion process, the present invention uses a part of the solar energy directly as thermal energy for use such as heating of a building, and a part of the solar energy is converted into electrical energy by generating electricity. By using it, it will be possible to maximize the utilization efficiency of natural energy such as solar heat.

또한 송풍관의 일측에 열원센서를 통해 측정된 온도값을 통해 송풍팬에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단을 구성함으로써 일사량이 적을 경우에 송풍팬을 통해 공급되는 바람의 공급량을 조절하여 바람을 공급하기 때문에 집열관에서 집열되는 태양열은 외부의 영향을 받지 않고 집열되어 집열된 태양열을 열에너지 또는 전기에너지로 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, by configuring the air adjusting means for controlling the amount of wind supplied from the blower fan through the temperature value measured by the heat source sensor on one side of the blower pipe to control the amount of wind supplied through the blower fan The solar heat collected in the heat collecting pipe because of supplying the wind is effective to use the collected solar heat collected as heat energy or electric energy without being influenced by the outside.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템(10)이 운영되는 과정을 살펴보면, 태양열집열부(110)의 태양열추적수단(111)에 의해 태양열이 추적되고, 태양열은 반사판(1111)을 통해 집열관(112)으로 집열되어 진다. 집열관(112)에 집열된 태양열은 열전소자(1121)에 의해 신속히 가열되어 집열 효율이 높아지게 된다. 집열관(112)에서 집열된 태양열은 집열소자(1121)에 의해 충분한 전기가 생산되지 않은 열은 송풍관(114)을 통해 축열저장부(120)에 저장되고, 집열소자(1121)에 의해 전기 에너지로 생산 가능성이 있는 열은 히트파이프(115)를 통해 열전발전부(130)에서 열전소자(페티어소자, 미도시)에 의해 전기 에너지로 변환되어 축전부(230)에 저장되어 진다.Looking at the operation of the fusion and combined cycle system 10 using the solar and wind power according to a preferred embodiment of the present invention, the solar heat is tracked by the solar heat tracking means 111 of the solar heat collecting unit 110, the solar heat is The light is collected by the heat collecting tube 112 through the reflecting plate 1111. The solar heat collected by the heat collecting tube 112 is rapidly heated by the thermoelectric element 1121 to increase the heat collecting efficiency. Solar heat collected in the heat collecting tube 112 is heat that is not produced enough electricity by the heat collecting element 1121 is stored in the heat storage storage unit 120 through the blower tube 114, the electric energy by the heat collecting element 1121. The heat that is likely to be produced is converted into electrical energy by a thermoelectric element (petier element, not shown) in the thermoelectric generator 130 through the heat pipe 115 and stored in the power storage unit 230.

여기서, 축열저장부(120)에 저장되는 열은 축열저장부(120)에 저장되고, 저장된 열은 사용처에 필요에 따라 공급된다. 이때, 사용처에 공급되는 열은 온도조절수단(119)에 의해 적합한 온도로 공급되고, 저온은 송풍관(114)을 통해 사용처에 공급된다. 그리고, 축열저장부(120)에 저장된 열 중 전기 에너지 생산에 필요한 고온은 열전발전부(130)로 이동되고, 열전발전부(130)는 태양열집열부(110)에서 히트파이프(115)를 통해 이동된 최초 열에너지와 축열저장부(120)에서 이동된 열에너지를 열전소자에 의해 전기 에너지로 변환시켜 이를 풍력발전장치(200)의 축전부(230)로 이동시켜 저장하도록 한다. 한편, 축열저장부(120)에 저장된 고온 중 온도가 낮아지면 'U'턴 유입수단(118)을 통해 송풍관(114)으로 이동되어 사용처에 공급되어 진다.Here, the heat stored in the heat storage unit 120 is stored in the heat storage unit 120, the stored heat is supplied as needed to the destination. At this time, the heat supplied to the place of use is supplied to a suitable temperature by the temperature adjusting means 119, and the low temperature is supplied to the place of use through the blower tube 114. And, the high temperature required for the production of electrical energy of the heat stored in the heat storage unit 120 is moved to the thermoelectric generator 130, the thermoelectric generator 130 is the heat collector 110 through the heat pipe 115 in the solar heat collector 110. The first heat energy moved and the heat energy moved in the heat storage unit 120 is converted into electrical energy by the thermoelectric element, and then moved to the power storage unit 230 of the wind power generator 200 to be stored. On the other hand, when the temperature of the high temperature stored in the heat storage unit 120 is lowered through the 'U' turn inlet means 118 is moved to the blower tube 114 is supplied to the place of use.

상술한 태양열증폭집열장치(100)는 일사량이 많을 경우에 해당되는 것으로, 일사량이 적을 경우에는 축열저장부(120)에 저장된 열에너지를 보조히트 파이프(1141)를 통해 집열관(112)으로 공급하고, 풍력발전장치(200)의 송풍팬(221)을 통해 바람이 공급되어 집열관(112)에서 집열가능하도록 한다.The above-described solar amplification heat collecting device 100 corresponds to a case where a large amount of solar radiation is provided, and when the amount of solar radiation is small, heat energy stored in the heat storage storage unit 120 is supplied to the heat collecting pipe 112 through the auxiliary heat pipe 1141. , The wind is supplied through the blowing fan 221 of the wind power generator 200 to allow the heat collecting pipe 112 to collect heat.

풍력발전장치(200)는 태양열증폭징열장치(100)의 구동과 별개로 바람이 있을 경우 전기에너지를 생산하도록 하는 것으로, 블레이드(210)의 회전으로 발전부(220)에서 전기가 생산되고, 생산된 전기는 축전부(230)로 이동되어 진다. 축전부(230)로 이동된 전기는 사용처에 공급하도록 하고, 일사량이 적을 경우 축전부(230)에 저장된 전기는 발전부(220)의 송풍팬(221)으로 공급되어 송풍팬(221)이 가동하여 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)에 구비된 송풍관(114)을 통해 집열관(112)으로 바람을 공급하여 집열관(112)에서 집열가능하도록 한다.The wind power generator 200 is to produce electric energy when there is a wind separately from the driving of the solar amplifier 100, the electricity is produced in the power generation unit 220 by the rotation of the blade 210, The electricity is moved to the power storage unit 230. The electricity moved to the power storage unit 230 to supply to the user, and when the amount of insolation is small, the electricity stored in the power storage unit 230 is supplied to the blowing fan 221 of the power generation unit 220 to operate the blowing fan 221 By supplying the wind to the heat collecting pipe 112 through the blower pipe 114 provided in the solar heat collecting unit 110 of the solar thermal amplification collector 100 to enable the heat collecting pipe 112 to collect.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Although the fusion and combined cycle power generation system using solar and wind power according to a preferred embodiment of the present invention as described above is shown in accordance with the above description and drawings, this is merely an example and does not depart from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope.

10 : 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템
100 : 태양열증폭집열장치
110 : 태양열집열부 111 : 태양열추적수단
1111 : 반사판 1112 : 회전부
112 : 집열관 113 : 송풍관
114 : 히트파이프 115 : 집열파이프
116 : 공기조절수단 117 : 송풍전환수단
118 : U턴 유입수단 119 : 온도조절수단
120 : 축열저장부 130 : 열전발전부
200 : 풍력발전장치
210 : 블레이드 220 : 발전부
221 : 송풍팬 230 : 축전부10: Combined power generation system using solar and wind power
100: solar thermal amplification heat collecting device
110: solar heat collecting unit 111: solar heat tracking means
1111: reflector 1112: rotating part
112: heat collecting pipe 113: air blowing pipe
114: heat pipe 115: heat collecting pipe
116: air control means 117: blowing switching means
118: U-turn inlet means 119: temperature control means
120: heat storage unit 130: thermoelectric generator
200: wind power generator
210: blade 220: power generation unit
221: blowing fan 230: power storage

Claims (7)

태양의 고도에 따라 추적하고, 진공 상태의 집열관(112)을 통해 태양열을 집열하기 위한 태양열집열부(110)와, 상기 태양열집열부(110)에서 집열된 태양열 중 일부를 축열하여 저장하기 위한 축열저장부(120)와, 상기 축열저장부(120)에 축열된 태양열을 제외한 나머지 태양열을 전기에너지로 변환하기 위한 열전발전부(130)를 포함하는 태양열증폭집열장치(100)와;
바람에 의해 회전되는 블레이드(210)와, 상기 블레이드(210)의 회전으로 전력을 생산하고, 상기 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)로 바람을 공급하는 송풍팬(221)을 갖는 발전부(220)와, 상기 발전부(220)와 열전발전부(130)에서 생산된 전력을 저장하기 위한 축전부(230)를 포함하는 풍력발전장치(200)를 포함하여,
상기 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)를 통해 집열된 태양열 중 저온은 사용처에 공급되도록 하고, 고온은 상기 축열저장부(120)에 저장되며,
상기 축열저장부(120)에 저장된 고온의 태양열은 상기 열전발전부(130)를 통해 전기에너지로 변환되어 상기 풍력발전장치(200)의 축전부(230)로 공급되고, 상기 축전부(230)에서 사용처에 전력을 공급하도록 하되;
상기 태양열증폭집열장치(100)의 태양열집열부(110)는 원호 형상으로 이루어져 태양열을 반사시키기 위한 반사판(1111)을 갖고, 상기 반사판(1111)을 태양의 고도에 따라 회전시키기 위한 회전부(1112)를 갖는 태양열추적수단(111)과;
상기 태양열추적수단(111)의 반사판(1111)의 내측에 배치되고, 상기 반사판(1111)을 통해 반사되는 태양열을 집열하기 위한 진공상태의 집열관(112)과;
상기 집열관(112)의 내부에 나선형으로 형성되는 집열파이프(113)와
상기 집열파이프(113)의 양측에 결합되고, 일측이 상기 풍력발전장치(200)의 송풍팬(221)을 통해 바람이 공급되며, 타측이 상기 축열저장부(120)와 연결되는 송풍관(114)과;
상기 집열파이프(113)의 내측에 배치되고, 양측단이 상기 열전발전부(130)와 연결되는 히트파이프(115)를 포함하고,
상기 송풍관(114)에는 상기 축열저장부(120)에 저장된 고온이 시간이 흐름에 따라 온도가 낮아지면 사용처로 연결되는 상기 송풍관(114)으로 저온을 이동시켜 사용처에서 사용이 가능하도록 'U'턴 유입수단(118)이 설치되고, 'U'턴 유입수단(118)과 사용처 사이에는 외부의 공기가 유입되어 사용처에 공급되는 열원의 온도를 조절하기 위한 온도조절수단(119)이 설치되고,
상기 히트파이프(115)는 일사량이 적을 경우 상기 집열관(112)의 내부로 열을 공급하도록 상기 축열저장부(120)와 연결되는 보조히트 파이프(1151)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템.
Tracking according to the altitude of the sun, the heat collecting unit 110 for collecting the solar heat through the heat collecting tube 112 in a vacuum state, and for storing and storing some of the heat collected from the solar heat collecting unit 110 A solar thermal amplification and collecting device (100) including a heat storage unit (120) and a thermoelectric generator (130) for converting remaining solar heat into electrical energy except solar heat stored in the heat storage unit (120);
Blade 210 that is rotated by the wind, the blowing fan 221 for producing electric power by the rotation of the blade 210, and supplies the wind to the solar heat collector 110 of the solar amplification heat collector 100 Including a wind power generation unit having a power generation unit 220, and a power storage unit 230 for storing the power produced by the power generation unit 220 and the thermoelectric power generation unit 130,
The low temperature of the solar heat collected through the solar heat collecting unit 110 of the solar amplifier amplification device 100 to be supplied to the place of use, the high temperature is stored in the heat storage storage unit 120,
The high temperature solar heat stored in the heat storage unit 120 is converted into electrical energy through the thermoelectric generator 130 and supplied to the power storage unit 230 of the wind power generator 200, and the power storage unit 230 To power the site of use;
The solar heat collecting part 110 of the solar amplifying heat collecting device 100 has an arc shape and has a reflecting plate 1111 for reflecting solar heat, and a rotating part 1112 for rotating the reflecting plate 1111 according to the altitude of the sun. Solar tracking means having a 111;
A heat collecting tube 112 disposed inside the reflecting plate 1111 of the solar heat tracking means 111 and configured to collect solar heat reflected through the reflecting plate 1111;
And a heat collecting pipe 113 formed spirally in the heat collecting pipe 112.
It is coupled to both sides of the heat collecting pipe 113, one side is supplied with wind through the blowing fan 221 of the wind power generator 200, the other side is connected to the heat storage storage unit 120 blower tube 114 and;
Is disposed inside the heat collecting pipe 113, both ends include a heat pipe 115 is connected to the thermoelectric generator 130,
In the blower tube 114, when the high temperature stored in the heat storage unit 120 decreases as time passes, the 'U' turn to move the low temperature to the blower tube 114 connected to the place of use to enable use at the place of use. Inlet means 118 is installed, between the 'U' turn inlet means 118 and the user is provided with a temperature control means 119 for adjusting the temperature of the heat source supplied to the outside air is introduced to the user,
The heat pipe 115 has a solar heat and wind power characterized in that it comprises an auxiliary heat pipe (1151) connected to the heat storage storage unit 120 to supply heat to the interior of the heat collecting pipe 112 when the amount of solar radiation is small Convergence and combined cycle power generation system.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 집열관(112)은 내부에 태양열의 흡수율을 높이기 위한 복수개의 집열소자(1121)가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템.
The method of claim 1,
The heat collecting pipe 112 is a fusion and combined cycle power system using solar and wind power, characterized in that a plurality of heat collecting elements (1121) for increasing the absorption rate of solar heat therein.
제 1 항에 있어서,
상기 집열관(112)은 내부에 축열에 필요한 온도를 측정하기 위한 열원센서(1122)가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템.
The method of claim 1,
The heat collecting pipe (112) has a heat source sensor (1122) for measuring the temperature required for heat storage therein, fusion and hybrid power generation system using solar and wind power.
제 4 항에 있어서,
상기 송풍관(114)의 일측에는 상기 열원센서(1122)를 통해 측정된 온도값을 통해 상기 송풍팬(221)에서 공급되는 바람의 공급량을 조절하기 위한 공기조절수단(116)이 설치되는 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템.
The method of claim 4, wherein
One side of the blower tube 114 is characterized in that the air conditioning means 116 for adjusting the supply amount of the wind supplied from the blowing fan 221 through the temperature value measured by the heat source sensor 1122 is installed. Convergence and combined cycle power generation system using solar and wind power.
제 1 항에 있어서,
상기 태양열집열부(110)의 축열저장부(120)와 연결되는 송풍관(114)의 타측에는 저온은 통과시켜 사용처에 공급하도록 하고, 고온은 상기 축열저장부(120)로 공급하도록 하는 송풍전환수단(117)이 설치되는 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템.
The method of claim 1,
The other side of the blower tube 114 connected to the heat storage storage unit 120 of the solar heat collecting unit 110 to pass the low temperature to supply to the use, and the high temperature to the heat storage storage unit 120 to blow blowing means Fusion and combined cycle power generation system using solar and wind power, characterized in that 117 is installed.
제 1 항에 있어서,
상기 풍력발전장치(200)의 발전부(220)에서 생산된 전력은 상기 축전부(230)로 공급되고, 상기 축전부(230)에 공급된 전력은 상기 송풍팬(221)으로 공급되어 상기 송풍팬(221)이 구동하는 것을 특징으로 하는 태양열 및 풍력을 이용한 융·복합발전시스템.The method of claim 1,
Power produced by the power generation unit 220 of the wind power generator 200 is supplied to the power storage unit 230, the power supplied to the power storage unit 230 is supplied to the blowing fan 221 is the air blowing A fusion and combined cycle power system using solar and wind power, characterized in that the fan 221 is driven.
KR1020170122330A 2017-09-22 2017-09-22 Combined power generation system using solar and wind power KR102041424B1 (en)

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