KR102345578B1 - 자가발전형 무배전 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오지 등에 설치되어 배전이 어려운 구조물에 필요한 전기를 안정적으로 공급할 수 있도록 한 자가발전형 무배전 구조물을 제공한다.
이를 위하여 본 발명은 지붕에 빗물 저수조(1)가 형성된 구조물(100), 구조물(100)에 설치되어 전기를 소비하는 부하부(10), 구조물(100)에 부착되어 부하부(10)에 주전원을 공급하기 위한 태양광발전부(20), 구조물(100)에 부착되어 부하부(10)에 보조전원을 공급하기 위한 풍력발전부(30), 빗물 저수조(1)로부터 빗물을 공급받아 부하부(10)에 보조전원을 공급하기 위한 소수력발전부(40) 및, 발전부(20, 30, 40)로부터 생산된 전기를 부하부(10)에 주전원과 보조전원으로 공급하고, 잉여 전기를 저장하는 배터리(50)의 충·방전을 관리하는 전원공급관리부(60)로 이루어진다.
상기의 구성에 따르면, 오지 등에 설치되어 배전이 어려운 구조물에 태양광발전, 풍력발전, 소수력발전에 의해 필요한 전원을 안정적으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.
나아가 이동식 또는 고정식으로 설치되는 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 등 외부로부터 전기 공급이 어렵거나 자가발전으로 전기를 공급하고자 하는 구조물에 양호하게 적용할 수 있다는 효과가 있다.
이를 위하여 본 발명은 지붕에 빗물 저수조(1)가 형성된 구조물(100), 구조물(100)에 설치되어 전기를 소비하는 부하부(10), 구조물(100)에 부착되어 부하부(10)에 주전원을 공급하기 위한 태양광발전부(20), 구조물(100)에 부착되어 부하부(10)에 보조전원을 공급하기 위한 풍력발전부(30), 빗물 저수조(1)로부터 빗물을 공급받아 부하부(10)에 보조전원을 공급하기 위한 소수력발전부(40) 및, 발전부(20, 30, 40)로부터 생산된 전기를 부하부(10)에 주전원과 보조전원으로 공급하고, 잉여 전기를 저장하는 배터리(50)의 충·방전을 관리하는 전원공급관리부(60)로 이루어진다.
상기의 구성에 따르면, 오지 등에 설치되어 배전이 어려운 구조물에 태양광발전, 풍력발전, 소수력발전에 의해 필요한 전원을 안정적으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.
나아가 이동식 또는 고정식으로 설치되는 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 등 외부로부터 전기 공급이 어렵거나 자가발전으로 전기를 공급하고자 하는 구조물에 양호하게 적용할 수 있다는 효과가 있다.
Description
본 발명은 자가발전형 무배전 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오지 등에 설치되어 배전이 어려운 구조물에 필요한 전기를 자체 생산하여 안정적으로 공급할 수 있도록 한 자가발전형 무배전 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 이동식 또는 고정식으로 설치되는 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 등의 구조물에는 보안, 방범, 화재감시, 불법투기감시 등 다양한 목적으로 모니터링 시스템이 설치되고 있다.
따라서 모니터링 시스템을 운용하기 위해서는 배전선로로부터 구조물로 인입공사가 이루어지게 되는데, 구조물이 야외나 오지, 배전선로로부터 멀리 떨어진 경우에는 전원공급의 어려움으로 인하여 모니터링 시스템을 운용하기가 극히 곤란하다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점과 관련하여, 최근 공개된 공개특허공보 제10-2020-0082619호(2020. 7. 8.)에는 전기가 들어오지 않는 오지에 설치하여 필요한 전기를 자체 생산하는 '관리가 용이한 조립식 컨테이너용 작업 구조물'이 게시되어 있다.
여기에는 지붕을 이루는 상부패널과, 외부벽체를 이루는 외측패널과, 바닥면을 이루는 베이스패널로 구현된 컨테이너; 컨테이너 외부에 구비되며, 재생 가능한 에너지를 전기로 변환시키는 신재생에너지생성부; 신재생에너지생성부로부터 생성된 전기를 저장하고, 저장된 전기를 전기제품에 공급하는 에너지저장시스템; 및 통신망으로 접속되며, 에너지저장시스템 및 전기제품을 제어하는 원격관리부;를 포함하는 관리가 용이한 조립식 컨테이너용 작업 구조물의 구성이 기재되어 있다.
상기의 구성에서, 신재생에너지생성부의 구성으로 태양 에너지, 지열 에너지, 해양 에너지, 풍력 에너지, 바이오 에너지, 연료전지 등이 단순 나열되어 있을 뿐이므로, 상기의 종래기술로부터 구조물에서 필요한 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한 본 발명의 목적을 달성하는 데는 한계가 있다.
따라서 본 발명은 오지 등에 설치되어 배전이 어려운 구조물에 태양광발전, 풍력발전, 소수력발전에 의해 필요한 전원을 자체 생산하여 안정적으로 공급할 수 있도록 한 자가발전형 무배전 구조물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 빗물을 이용한 소수력발전시 이물질의 유입을 방지함으로써 고장 및 파손을 예방하는 등 유지관리가 용이한 자가발전형 무배전 구조물을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 외부로부터 전기 공급 없이 필요한 전기를 자체 공급할 수 있도록 한 자가발전형 무배전 구조물에 있어서, 지붕에 빗물 저수조가 형성된 구조물, 구조물에 설치되어 구조물에 주전원을 공급하기 위한 태양광발전부, 구조물에 설치되어 구조물에 보조전원을 공급하기 위한 풍력발전부, 빗물 저수조로부터 빗물을 공급받아 구조물에 보조전원을 공급하기 위한 소수력발전부, 태양광발전부로부터 생산된 전기를 구조물에 주전원으로 공급하고 풍력발전부와 소수력발전부로부터 생산된 전기를 구조물에 보조전원으로 공급하며 잉여 전기를 저장하는 배터리의 충·방전을 관리하는 전원공급관리부로 이루어지되,
구조물에 설치되어 전기를 소비하는 부하부는 구조물의 내측 또는 외측을 촬영하여 영상을 저장하거나 외부로 전송하는 카메라부와, 구조물로 접근하는 물체의 감지 여부에 따라 점등되는 센서등을 포함하여 구조물의 현장 상황을 감시하는 모니터링 시스템으로서 전원공급관리부를 통해 태양광발전부로부터 생성된 전기를 주전원으로 공급받고, 풍력발전부와 소수력발전부로부터 생산된 전기를 보조전원으로 공급받는 구성으로 이루어진다.
상기의 빗물 저수조는 빗물을 모을 수 있도록 일측으로 하향 경사지고, 경사 하단부에 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 빗물유입관이 배치되며, 빗물유입관으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 경사 하단부를 내측에 수용하되 빗물 유입 방향으로 일정 간격마다 수면보다 높게 돌출된 터널부가 형성되어 터널부 사이의 홈으로 이물질을 수거하도록 된 거름망체가 구비된 구성으로 이루어진다.
구조물에 설치되어 전기를 소비하는 부하부는 구조물의 내측 또는 외측을 촬영하여 영상을 저장하거나 외부로 전송하는 카메라부와, 구조물로 접근하는 물체의 감지 여부에 따라 점등되는 센서등을 포함하여 구조물의 현장 상황을 감시하는 모니터링 시스템으로서 전원공급관리부를 통해 태양광발전부로부터 생성된 전기를 주전원으로 공급받고, 풍력발전부와 소수력발전부로부터 생산된 전기를 보조전원으로 공급받는 구성으로 이루어진다.
상기의 빗물 저수조는 빗물을 모을 수 있도록 일측으로 하향 경사지고, 경사 하단부에 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 빗물유입관이 배치되며, 빗물유입관으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 경사 하단부를 내측에 수용하되 빗물 유입 방향으로 일정 간격마다 수면보다 높게 돌출된 터널부가 형성되어 터널부 사이의 홈으로 이물질을 수거하도록 된 거름망체가 구비된 구성으로 이루어진다.
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상기 빗물 저수조는 그 바닥면보다 낮게 유량 확보를 위한 소정 크기의 빗물 저장조가 마련되고, 빗물 저장조로부터 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 빗물공급관이 구비된다.
상기의 빗물 저수조는 그 바닥면보다 낮게 유량 확보를 위한 소정 크기의 빗물 저장조가 마련되고, 빗물 저장조로부터 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 사이펀배관이 구비된다.
그리고 상기의 구조물은 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 중 어느 하나로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 오지 등에 설치되어 배전이 어려운 구조물에 태양광발전, 풍력발전, 소수력발전에 의해 필요한 전원을 안정적으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 빗물을 이용한 소수력발전시 이물질의 유입을 방지함으로써 소수력발전부의 고장 및 파손을 방지하는 등 유지관리가 용이하다는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면 이동식 또는 고정식으로 설치되는 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 등 외부로부터 전기 공급이 어렵거나 자가발전으로 전기를 공급하고자 하는 구조물에 양호하게 적용할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물이 적용된 쓰레기 분리수거장의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 쓰레기 분리수거장의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 빗물 저수조의 구조를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 거름망체의 설치 구조를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 소수력발전부의 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 사이펀배관의 설치 구조를 보인 예시도이다.
도 8은 도 7이 적용된 소수력발전부의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 쓰레기 분리수거장의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 빗물 저수조의 구조를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 거름망체의 설치 구조를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 소수력발전부의 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물의 사이펀배관의 설치 구조를 보인 예시도이다.
도 8은 도 7이 적용된 소수력발전부의 개략도이다.
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 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 내지 3을 참조하면 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물은 지붕에 빗물 저수조(1)가 형성된 구조물(100), 구조물(100)에 설치되어 구조물(100)에 주전원을 공급하기 위한 태양광발전부(20), 구조물(100)에 설치되어 구조물(100)에 보조전원을 공급하기 위한 풍력발전부(30), 빗물 저수조(1)로부터 빗물을 공급받아 구조물(100)에 보조전원을 공급하기 위한 소수력발전부(40) 및, 태양광발전부(20), 풍력발전부(30), 소수력발전부(40)로부터 생산된 전기를 구조물(100)에 주전원과 보조전원으로 공급하고, 잉여 전기를 저장하는 배터리(50)의 충·방전을 관리하는 전원공급관리부(60)로 이루어진다.
상기의 기술적 구성에서, 구조물(100)은 이동식 또는 고정식으로 설치되는 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 등을 포함하고, 외부로부터 전기 공급이 어렵거나 자가발전으로 전기를 공급하고자 하는 구조물이면 본 발명이 양호하게 적용될 수 있다.
또한, 구조물(100)은 지붕에 빗물을 저장하기 위한 빗물 저수조(1)가 마련되는데, 이는 빗물을 이용하여 소수력발전을 하기 위함이다. 소수력발전부(40)는 빗물 저수조(1)보다 낮은 위치에 설치되어 낙차에 의한 에너지로 수차를 회전시켜 발전하게 된다.
상기의 구조물(100)에 설치되어 전기를 소비하는 부하부(10)는 구조물(100)의 현장 상황을 감시하는 모니터링 시스템(70)일 수 있는데, 모니터링 시스템(70)은 보안, 방범, 화재감시, 쓰레기 불법투기감시 등의 목적으로 구조물에 설치된다.
예컨대, 모니터링 시스템(70)은 구조물의 내측 또는 외측을 촬영하여 영상을 저장하거나 외부로 전송하는 카메라부(71), 절전 및 사물식별 또는 편의를 위해 구조물로 접근하는 물체의 감지 여부에 따라 점등되는 센서등(72), 화재 또는 가스누출 등을 감지하는 센서, 침입을 감지하는 센서 및 이들로부터 정보를 취합하여 상황실로 전송하기 위한 무선전송부(73) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 부하부(10)는 구조물의 사용 목적에 따라 설치 또는 구비되는 조명, 출입 자동문, 냉난방설비, 자전거 공기주입기, 디스플레이(11) 등을 포함할 수 있다.
상기의 태양광발전부(20)는 구조물(100)의 지붕 등에 태양광패널을 고정형이나 경사가변형 또는 추적형 등으로 설치하여 전기를 생산하는 발전 구성으로, 본 발명에서는 무배전 상태에서 구조물(100)의 주전원으로 활용하는데 기술적 특징이 있다.
상기의 풍력발전부(30)는 구조물(100)의 지붕 등에 일정 높이로 설치되어 수직형 또는 수평형의 날개 회전력에 의해 전기를 생산하는 발전 구성으로, 본 발명에서는 무배전 상태에서 구조물(100)의 보조전원으로 활용하는데 기술적 특징이 있다.
상기의 소수력발전부(40)는 수력을 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전 구성으로, 본 발명에서는 빗물을 이용한 소수력발전으로 무배전 상태에서 구조물(100)의 보조전원으로 활용하는데 기술적 특징이 있다.
상기의 전원공급관리부(60)는 태양광발전부(20)로부터 생산된 전기를 구조물(100)에 주전원으로 공급하고, 풍력발전부(30)로부터 생산된 전기를 구조물(100)에 보조전원으로 공급하고, 소수력발전부(40)로부터 생산된 전기를 구조물(100)에 보조전원으로 공급함으로써 흐린 날이나 야간 등 태양광에 의한 전기생산이 어렵더라도 풍력이나 소수력을 이용하여 구조물(100)에 필요한 전원을 안정적으로 공급할 수 있게 된다.
또한, 전원공급관리부(60)는 발전부(20,30,40)에서 생산된 잉여 전기를 저장하는 배터리(50)의 충·방전을 관리하여 구조물(100)에 전원을 공급함으로써 전력 사용의 효율을 높일 수 있게 된다.
여기서, 전원공급관리부(60)는 태양광발전부(20), 풍력발전부(30), 소수력발전부(40)로부터 생산된 전기를 구조물의 부하부(10)에 맞는 전력형태(DC 또는 AC)로 변환하기 위한 전력변환장치(PCS, 컨버터/인버터 등)가 마련되어 부하부(10)가 DC 계통인 경우 태양광발전부(20)에서 생산된 DC전류를 주전원으로 공급하고, 풍력발전부(30)와 소수력발전부(40)에서 생산된 AC전류를 DC전류로 변환하여 부하부(10)에 보조전원으로 공급하게 된다.
다음, 도 4를 참조하면 상기의 빗물 저수조(1)는 빗물을 모을 수 있도록 일측으로 하향 경사지고, 경사 하단부에 소수력발전부(40)로 빗물을 공급하기 위한 빗물유입관(2)이 배치된다.
상기의 기술적 구성에 따르면, 빗물 저수조(1)의 바닥면이 일측으로 하향 경사짐에 따라 빗물을 더욱 쉽게 모을 수 있고, 경사 하단부에 빗물유입관(2)이 배치되어 소수력발전부(40)로 빗물을 공급함으로써 발전효율을 향상시킬 수 있다.
여기서 소수력발전부(40)는 빗물 저장조(1)보다 낮게 위치하여 빗물유입관(2)으로 유도된 빗물의 낙차에 의해 수차가 회전함으로써 발전이 이루어진다.
물론, 빗물 저수조(1)에는 빗물이 넘치는 것을 방지할 수 있도록 빗물을 배수하기 위한 오버플로우 배수관(미도시)이 설치될 수 있다.
다음, 도 5를 참조하면 상기의 빗물유입관(1)으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 경사 하단부를 내측에 수용하되 빗물 유입 방향으로 일정 간격마다 돌출된 터널부(81)가 형성된 거름망체(80)가 구비된다. 바람직하게는 거름망체의 터널부(81)가 빗물에 의해 형성된 수면보다 높게 돌출 형성된다.
상기의 기술적 구성에서 거름망체(80)는 촘촘한 구멍이 형성되어 빗물유입관(2)으로 낙엽 등 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 특히 빗물 유입 방향으로 일정 간격마다 수면보다 높게 터널부(81)가 돌출 형성되어 빗물을 따라 이동하는 이물질이 터널부와 터널부 사이의 홈(82)으로 수거되어 이물질에 의해 거름망체(80)가 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.
물론 터널부(81) 역시 촘촘한 구멍이 형성됨에 따라 거름망체(80) 내측으로 빗물이 유입되고, 선단이 둥글게 형성되어 빗물과 함께 이동하는 이물질이 터널부(81) 양측으로 유도되어 수거됨으로써 이물질이 빗물을 따라 부유하는 것을 방지할 수 있게 된다.
다음, 도 6을 참조하면, 상기의 빗물 저수조(1)는 그 바닥면보다 낮게 소정 크기의 빗물 저장조(3)가 마련되고, 빗물 저장조(3)로부터 소수력발전부(40)로 빗물을 공급하기 위한 빗물공급관(4)이 구비된다.
상기의 기술적 구성에 따르면, 빗물 저수조(1)의 하향 경사면을 따라 모인 빗물이 빗물 저장조(3)에 저장됨에 따라 비의 양이 적더라도 소수력발전에 필요한 유량을 확보할 수 있게 된다.
물론, 전술한 거름망체(80)가 경사 하단부에 설치됨에 따라 빗물 저장조(3) 또한 거름망체(80) 내측에 수용되어 소수력발전부(40)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고 도 7 및 8을 참조하면 상기의 빗물 저수조(1)는 그 바닥면보다 낮게 소정 크기의 빗물 저장조(3)가 마련되고, 빗물 저장조(3)로부터 소수력발전부(40)로 빗물을 공급하기 위한 사이펀배관(5)이 구비된다.
상기의 기술적 구성에 따르면, 빗물 저수조(1)의 하향 경사면을 따라 모인 빗물은 빗물 저장조(3)에 일시 저장되는데, 이때 빗물과 함께 낙엽 등 이물질이 빗물 저장조(3)로 유입되어 이물질이 바닥에 가라앉게 된다.
사이펀은 관로의 일부가 수위보다 높더라도 액체를 낮은 곳으로 이동시킬 수 있는 연통관으로, 소수력발전부(40) 케이싱 내의 수차(41) 축에 구동모터(42)가 결합되고 구동모터(42)를 통해 소수력발전부 발전 초기 무부하상태로 수차(41)를 일시 구동시키면 부압으로 사이펀배관(5)으로부터 빗물을 끌어들여 이후 빗물 저장조(3)로부터 빗물이 소수력발전부(40)에 공급되어 전기를 생산할 수 있게 된다.
더욱이 사이펀배관(5) 입구가 빗물 저장조(3) 바닥으로부터 이격된 상태이므로 소수력발전부(40)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.
물론, 구동모터(42)는 사이펀배관(5)에 설치되어 소수력발전 초기 빗물 저장조(3)에 담수된 빗물을 강제 흡입하여 소수력발전부(40)로 끌어들이기 위한 펌프(미도시)로 대체될 수 있다.
이 경우 빗물 저수조(1) 또는 빗물 저장조(3)에 설치되어 소수력발전에 필요한 빗물의 유량이 감지되면 소수력발전 초기 구동모터(42)나 펌프를 일시 구동시키기 위한 유량감지센서(43)가 마련됨이 바람직하다.
또한, 전술한 거름망체(80)를 경사 하단부에 추가 설치하여 빗물 저장조(3)를 내측에 수용함으로써 소수력발전부(40)로 이물질이 유입되는 것을 2중으로 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 전술한 기술구성을 참조하여, 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물이 쓰레기 분리수거장에 적용된 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 3을 참조하면, 무배전 상태의 구조물(100)인 쓰레기 분리수거장(이하 "분리수거장"이라 한다)은 지붕에 빗물 저수조(1)가 형성되고, 전면에 출입구가 마련되며, 내부에 플라스틱·PVC류, 비닐류, 고철·캔류, 종이팩, 유리류, 종이상자 등으로 각각 분리하여 수거하기 위한 분리수거함이 마련된다.
또한, 분리수거장은 내측 또는 외측에 분리수거 관련 안내 사항이나 광고 등을 표시하는 디스플레이(11)가 설치되거나 쓰레기 불법 투기를 감시하기 위한 모니터링 시스템(70)이 설치될 수 있는데, 모니터링 시스템(70)은 출입구 상단에 설치되어 인체(움직임)감지시 일정시간 동안 점등되어 내부를 밝혀주는 센서등(72), 분리수거장 내측 또는 외측을 촬영하여 영상을 저장하는 다수의 카메라부(71)를 포함한다.
이에 더하여, 모니터링 시스템(70)은 분리수거 관련 안내음 또는 불법 투기에 따른 경고음을 출력하는 음성 출력부(74), 촬영된 영상정보 등을 상황실로 전송하거나 상황실에서 음성 출력부를 통해 경고음을 송출하기 위한 양방향 무선전송부(73) 등을 포함할 수 있다.
그리고 분리수거장은 무배전 상태에서 부하부(10)에 필요한 전원을 공급하기 위한 태양광발전부(20), 풍력발전부(30), 소수력발전부(40)가 설치되고, 발전부(20, 30, 40)로부터 생산된 전기를 부하부(10)에 맞는 전력형태로 변환하여 디스플레이(11), 모니터링 시스템(70) 등에 주전원과 보조전원으로 공급하고, 잉여 전기를 충전하는 배터리(50)의 충·방전을 제어하여 부하부(10)에 상시 전원을 공급하는 전원공급관리부(60)가 마련된다.
상기의 구성으로 이루어진 분리수거장은 일조시간 동안 태양광발전부(20)로부터 전기가 생산되어 부하부(10)에 주전원으로 공급되고, 이때 풍력발전부(30)에서 생산된 전기가 부하부(10)에 보조전원으로 공급될 수 있다.
일조시간 외에는 배터리(50)로부터 주전원이 공급되고, 풍력발전부(30)에서 생산된 전기가 부하부(10)에 보조전원으로 공급될 수 있다.
물론 비 오는 날에는 배터리(50)로부터 주전원이 공급되고, 소수력발전부(40), 풍력발전부(30)로부터 생산된 전기가 부하부(10)에 보조전원으로 공급될 수 있다.
소수력발전부(40)는 분리수거장이 야외에 설치됨에 따라 지붕에 위치한 빗물 저수조(1)에 낙엽 등 이물질이 쌓일 수 있는데, 이 경우 빗물과 함께 소수력발전부(40)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 빗물유입관(2)을 내측에 수용하는 전술한 거름망체(80)가 설치된다.
즉, 빗물 저수조(1)가 빗물을 모을 수 있도록 일측으로 하향 경사지게 형성되어 이물질이 빗물과 함께 이동하게 되는데, 거름망체(80)의 설치로 빗물은 내측으로 유입되고 빗물과 함께 이동하는 이물질은 빗물 방향으로 다수 돌출 형성된 터널부(81)에 의해 양측으로 유도되어 터널부와 터널부 사이의 홈(82)으로 수거된다.
그에 따라 이물질 유입으로 인한 소수력발전부(40)의 고장이나 파손 등을 방지할 수 있게 된다.
다른 한편으로, 빗물 저수조(1)에는 그 바닥면보다 낮게 소정 크기의 빗물 저장조(3)가 마련되고, 빗물 저장조(3)로부터 소수력발전부(40)로 빗물을 공급하기 위한 빗물공급관(4)이 구비되며, 경사 하단부에 설치되어 빗물 저장조(3)를 내측에 수용하는 거름망체(80)가 설치된다.
상기의 기술적 구성에 따르면, 빗물 저수조(1)의 하향 경사면을 따라 모인 빗물이 빗물 저장조(3)에 저장됨에 따라 비의 양이 적더라도 소수력발전에 필요한 유량을 확보할 수 있게 된다.
또 다른 한편으로, 빗물 저수조(1)에는 그 바닥면보다 낮게 소정 크기의 빗물 저장조(3)가 마련되고, 빗물 저장조(3)로부터 소수력발전부(40)로 빗물을 공급하기 위한 사이펀배관(5)이 구비되며, 빗물 저장조(3)에 빗물 유량을 감지하기 위한 유량 감지센서(43)가 설치될 수 있다.
상기의 구성에 따르면, 빗물 저수조(1)의 하향 경사면을 따라 모인 빗물은 빗물 저장조(3)에 저장되는데, 빗물과 함께 빗물 저장조(3)로 유입된 이물질은 빗물 저장조(3) 바닥에 가라앉게 된다.
또한, 유량 감지센서(43)로부터 발전에 필요한 유량이 감지된 경우 소수력발전부(40)의 케이싱 내의 수차(41)를 무부하상태에서 구동모터(42)로 일시 구동시키면, 케이싱 내 부압발생으로 사이펀배관(5)을 통해 빗물 저장조(3)에 저장된 빗물을 소수력발전부(40)로 끌어들여 이후 빗물 저장조(3)로부터 빗물이 소수력발전부(40)에 공급되어 전기를 생산하게 되다.
이 경우 사이펀배관(5) 입구가 빗물 저장조(3) 바닥으로부터 이격된 상태이므로 이물질 유입으로 인한 소수력발전부(40)의 고장이나 파손 등을 방지할 수 있게 된다.
물론, 사이펀배관(5)에 설치되어 유량 감지센서(43)로부터 발전에 필요한 유량이 감지된 경우 빗물 저장조(3)에 담수된 빗물을 강제 흡입하여 소수력발전부(40)로 끌어들이기 위한 펌프로도 양호하게 구현할 수 있다.
상기의 기술적 구성에서, 분리수거장에서 자체 생산된 전기는 부하부인 디스플레이(11), 모니터링 시스템(70) 등에 제공된다.
따라서 설정된 운영시간 동안 디스플레이(11)를 통하여 메모리에 저장된 분리수거 관련 안내 사항이나 광고를 시각적으로 표시할 수 있다.
또한, 모니터링 시스템(70)의 경우에는 분리수거장에 다수 설치된 카메라부(CCTV; 71)에 의하여 분리수거장 내측 또는 외측을 촬영하여 저장하고, 분리수거장 출입구 상단에 설치된 센서등(72)에 의해 출입자가 감지되면 일정시간 동안 점등되어 분리수거장 내부를 밝혀줌으로써 쓰레기 불법 투기 등을 모니터링 할 수 있게 된다.
나아가 모니터링 시스템(70)에 분리수거 관련 안내음 또는 불법 투기에 따른 경고음을 출력하는 음성 출력부(74), 촬영된 영상정보 등을 상황실로 전송하거나 상황실에서 음성 출력부를 통해 경고음을 송출하기 위한 양방향 무선전송부(73)가 마련된 경우에는 관리자가 영상정보로부터 불법 투기 행위가 확인되면 음성 출력부(74)를 통하여 계도 방송을 송출할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 따른 자가발전형 무배전 구조물은 이동식 또는 고정식으로 설치되는 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 등 외부로부터 전기 공급이 어렵거나 자가발전으로 전기를 공급하고자 하는 구조물에 양호하게 적용된다.
이상의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시 예로서, 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 사항의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이다.
100: 구조물
1 : 빗물 저수조
2 : 빗물유입관
3 : 빗물 저장조
4 : 빗물공급관
5 : 사이펀배관
10: 부하부
11: 디스플레이
20: 태양광발전부
30: 풍력발전부
40: 소수력발전부
41: 수차
42: 구동모터
43: 유량감지센서
50: 배터리
60: 전원공급관리부
70: 모니터링 시스템
71: 카메라부
72: 센서등
73: 무선전송부
74: 음성출력부
80: 거름망체
81: 터널부
1 : 빗물 저수조
2 : 빗물유입관
3 : 빗물 저장조
4 : 빗물공급관
5 : 사이펀배관
10: 부하부
11: 디스플레이
20: 태양광발전부
30: 풍력발전부
40: 소수력발전부
41: 수차
42: 구동모터
43: 유량감지센서
50: 배터리
60: 전원공급관리부
70: 모니터링 시스템
71: 카메라부
72: 센서등
73: 무선전송부
74: 음성출력부
80: 거름망체
81: 터널부
Claims (7)
- 외부로부터 전기 공급 없이 필요한 전기를 자체 공급할 수 있도록 한 자가발전형 무배전 구조물에 있어서,
지붕에 빗물 저수조가 형성된 구조물, 상기 구조물에 설치되어 상기 구조물에 주전원을 공급하기 위한 태양광발전부, 상기 구조물에 설치되어 상기 구조물에 보조전원을 공급하기 위한 풍력발전부, 상기 빗물 저수조로부터 빗물을 공급받아 상기 구조물에 보조전원을 공급하기 위한 소수력발전부, 상기 태양광발전부로부터 생산된 전기를 상기 구조물에 주전원으로 공급하고 상기 풍력발전부와 상기 소수력발전부로부터 생산된 전기를 상기 구조물에 보조전원으로 공급하며 잉여 전기를 저장하는 배터리의 충·방전을 관리하는 전원공급관리부로 이루어지되,
상기 빗물 저수조는 빗물을 모을 수 있도록 일측으로 하향 경사지고, 경사 하단부에 상기 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 빗물유입관이 배치되며, 상기 빗물유입관으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 상기 경사 하단부를 내측에 수용하되 빗물 유입 방향으로 일정 간격마다 수면보다 높게 돌출된 터널부가 형성되어 상기 터널부 사이의 홈으로 이물질을 수거하도록 된 거름망체가 구비되고,
상기 구조물에 설치되어 전기를 소비하는 부하부는 상기 구조물의 내측 또는 외측을 촬영하여 영상을 저장하거나 외부로 전송하는 카메라부와, 상기 구조물로 접근하는 물체의 감지 여부에 따라 점등되는 센서등을 포함하여 상기 구조물의 현장 상황을 감시하는 모니터링 시스템으로서 상기 전원공급관리부를 통해 상기 태양광발전부로부터 생성된 전기를 주전원으로 공급받고, 상기 풍력발전부와 상기 소수력발전부로부터 생산된 전기를 보조전원으로 공급받는 것을 특징으로 하는 자가발전형 무배전 구조물. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 빗물 저수조는 그 바닥면보다 낮게 유량 확보를 위한 소정 크기의 빗물 저장조가 마련되고, 상기 빗물 저장조 내에 상기 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 빗물공급관이 구비된 것을 특징으로 하는 자가발전형 무배전 구조물. - 제 1항에 있어서,
상기 빗물 저수조는 그 바닥면보다 낮게 유량 확보를 위한 소정 크기의 빗물 저장조가 마련되고, 상기 빗물 저장조로부터 상기 소수력발전부로 빗물을 공급하기 위한 사이펀배관이 구비된 것을 특징으로 하는 자가발전형 무배전 구조물. - 제 1항에 있어서,
상기 구조물은 간이화장실, 컨테이너 하우스, 흡연 부스, 버스 또는 자전거 승강장, 쓰레기 분리수거장, 전시부스, 초소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자가발전형 무배전 구조물.
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KR1020200141744A KR102345578B1 (ko) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 자가발전형 무배전 구조물 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020200141744A KR102345578B1 (ko) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 자가발전형 무배전 구조물 |
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KR1020200141744A KR102345578B1 (ko) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 자가발전형 무배전 구조물 |
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KR (1) | KR102345578B1 (ko) |
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