KR102395863B1 - 풍력발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환풍기 또는 덕트에서 배출되는 바람을 이용하여 일정한 전력 생산이 가능한 풍력발전시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는 환풍기 및 덕트 중 적어도 하나를 포함하여 바람을 배출하는 바람배출부; 상기 바람의 배출 경로 상에 배치되고, 상기 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전기; 및 상기 바람배출부로부터 설정된 거리만큼 이격시켜 상기 풍력발전기를 거치하는 거치대를 포함하는, 풍력발전시스템을 제공한다.

Description

풍력발전시스템{ Wind Power Electric Generatiom System}

본 발명은 풍력발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환풍기 또는 덕트에서 배출되는 바람을 이용하여 일정한 전력 생산이 가능한 풍력발전시스템에 관한 것이다.

화석연료의 고갈 및 고비용, 환경오염 등의 이유로 인해 조력, 태양력, 풍력 등과 같은 자연에너지로부터 전력을 얻기 위한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 특히, 풍력발전은 공기의 유동이 가지는 운동에너지를 이용하고 대체 에너지 중에서 가장 적은 면적을 차지하는 발전방법으로서 언제 어느 곳에나 청정한 에너지를 얻을 수 있고, 환경에 미치는 영향이 거의 없어 매우 유망한 대체 에너지이다.

그러나 현재 국내에서 이루어지고 있는 풍력발전은 국토의 특성상 바람이 많지 않고 평균풍압이 낮으며 발전타워의 설치로 인한 비용 문제, 전력운송, 발전기의 소음 등으로 인한 단점으로 인해 실용화하는데 어려움이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0134431호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 환풍기 또는 덕트에서 배출되는 바람을 이용하여 일정한 전력 생산이 가능한 풍력발전시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부 환경에 따른 발전량의 차이가 줄어드는 풍력발전시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 탈부착이 가능하여 재설치를 통해 설치비용을 절감할 수 있는 풍력발전시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 환풍기 및 덕트 중 적어도 하나를 포함하여 바람을 배출하는 바람배출부; 상기 바람의 배출 경로 상에 배치되고, 상기 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전기; 및 상기 바람배출부로부터 설정된 거리만큼 이격시켜 상기 풍력발전기를 거치하는 거치대를 포함하는, 풍력발전시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 풍력발전기는, 상기 바람배출부로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 발전팬; 및 상기 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 풍력발전기는, 바람이 불어오는 방향을 감지하는 풍향센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 거치대는, 상기 풍향센서의 감지정보에 따라 바람이 불어오는 방향으로 상기 풍력발전기를 회전시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 풍력발전시스템은, 상기 풍력발전기에 의해 생산된 전원을 변환하는 전원변환부; 및 상기 전원변환부를 통해 변환된 전원을 저장하는 전원저장장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 환풍기 또는 덕트에서 배출되는 바람을 이용하여 일정하게 전력을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 외부 환경에 따른 발전량의 차이가 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 탈부착이 가능하여 재설치를 통해 설치비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전시스템(10)은 바람배출부(100), 풍력발전기(300), 거치대(400), 전원변환부(500) 및 전원저장장치(600)를 포함할 수 있다.

상기 바람배출부(100)는 건물(50) 내의 환기를 위해 상기 건물(50)의 외부로 바람을 배출할 수 있다. 이를 위하여, 상기 바람배출부(100)는 상기 건물(50)에 설치된 환풍기 및 덕트 중 적어도 하나와, 상기 환풍기 및 상기 덕트 중 적어도 하나에 연결되어 외부로 바람이 배출되는 배출구(200)를 포함할 수 있다.

상기 풍력발전기(300)는 상기 바람배출부(100)에서 배출되는 바람의 배출 경로 상에 배치되고, 상기 바람을 이용하여 발전할 수 있다. 이를 위하여, 상기 풍력발전기(300)는 상기 바람배출부(100)로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 발전팬(310) 및 상기 발전팬(310)의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기(320)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 풍력발전기(300)는 상기 바람배출부(100)에서 배출되는 바람을 이용하여 일정하게 전력을 생산할 수 있다. 또한, 상기 풍력발전기(300)는 야외에 설치되어 자연풍에 의해 발전하는 경우보다 외부 환경에 따른 발전량의 차이를 줄일 수 있다.

또한, 상기 풍력발전기(300)는 바람이 불어오는 방향을 감지하는 풍향센서(330)를 더 포함할 수 있다. 상기 풍력발전기(300)는 상기 풍향센서(330)를 이용하여 상기 바람배출부(100) 이외의 다른 곳에서 불어오는 바람을 감지하고, 상기 바람배출부(100)에서 바람이 나오지 않을 경우 상기 풍향센서(330)에서 감지된 정보를 바탕으로 상기 바람배출부(100) 이외의 다른 바람을 이용하여 발전할 수 있다.

상기 거치대(400)는 상기 바람배출부(100)로부터 설정된 거리만큼 이격시켜 상기 풍력발전기(300)를 거치할 수 있다. 이를 위하여, 상기 거치대(400)는 일측이 상기 바람배출부(100)에 설치 또는 결합되고, 타측이 상기 풍력발전기(300)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 거치대(400)는 상기 풍향센서(330)의 감지정보에 따라 바람이 불어오는 방향으로 상기 풍력발전기(300)를 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 거치대(400)는 작동중지로 인해 상기 바람배출부(100)에서 바람이 나오지 않을 경우, 상기 풍향센서(330)에서 감지된 정보에 따라 바람이 불어오는 방향으로 상기 풍력발전기(300)를 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 거치대(400)는 탈부착이 가능한 구조로 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 거치대(400)는 상기 바람배출부(100) 뿐만 아니라 어느 곳에나 상기 풍력발전기(300)를 재설치할 수 있다. 이러한, 상기 거치대(400)는 상기 풍력발전기(300)의 재설치를 통해 상기 풍력발전기(300)의 설치비용을 절감하도록 지원할 수 있다.

상기 전원변환부(500)는 상기 풍력발전기(300)에서 생산된 전원을 상기 전원저장장치(600)에서 저장할 수 있도록 변환할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전원변환부(500)는 인버터를 포함할 수 있다.

상기 전원저장장치(600)는 상기 전원변환부(500)를 통해 변환된 전원을 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 전원저장장치(600)는 배터리를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 발전기(320)은 소음 저감을 위해 외기와 접하는 외통 및 상기 외통과 설정된 간격만큼 이격되어 내측으로 형성된 내통으로 구분(미도시)되어 형성될 수 있다(즉, 발전기(320)이 이중의 격벽 구조로 형성). 이 경우 외통과 내통 사이는 진공 상태, 대기압 보다 낮은 기압 상태 또는 별도의 흡음재 중 어느 하나가 선택적 또는 복합적으로 적용되어 본 발명에 따른 풍력발전기(300)에서 발생되는 소음을 크게 저감시킬 수 있게 된다. 본 발명에 따른 상기 흡음재는 다공성 흡음소재층과 클래딩층을 포함하고, 상기 다공성 흡음소재층 표면은 상기 클래딩층으로 밀봉되어 클래딩되고, 클래딩 및 조인트 지점에 밀봉 처리를 하여 연결되고, 상기 클래딩층은 ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene) 미세다공성 박막층 또는 ePTFE 미세다공성 박막의 개질 박막층으로 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기(320)의 설정된 하부면에는 하나 또는 복수개의 퇴수구(退水口, 미도시)가 형성될 수 있다. 상기 퇴수구는 상기 발전기(320) 내에 형성된 물이 동결(겨울철)되어 상기 풍력발전기(300)를 사용할 수 없는 상태로 전환되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 내부 물의 동결로 인한 발전기(320)의 동파나 구조적 손상 등을 미연에 방지할 수 있는 구멍을 지칭한다.

또한 본 발명에 따른 상기 퇴수구는 발전기(320)의 설정된 하부면에 설정된 간격으로 형성된 여닫이가 가능한 퇴수밸브 형태(일 실시예로 가스차단 밸브 등의 형태가 될 수 있다)로 제공될 수 있으며, 이를 통해 상기 풍력발전기(300)의 사용자가 보다 편리하게 발전기(320) 내 수용된 물을 퇴수할 수 있도록 지원할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 상기 퇴수구는 별도의 제어 신호에 따라 개폐 가능한 전자식 밸브로 제공될 수 있으며, 이를 통해 수작업이 아닌 작업자의 제어신호 또는 외기 온도에 연동하여, 상기 풍력발전기(300)가 작동하지 않을 경우에 한해, 발전기(320) 내부의 물을 퇴수하도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 환풍기 또는 덕트에서 배출되는 바람을 이용하여 일정하게 전력을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 외부 환경에 따른 발전량의 차이가 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 탈부착이 가능하여 재설치를 통해 설치비용을 절감할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 풍력발전시스템
50: 건물
100: 바람배출부
200: 배출구
300: 풍력발전기
310: 발전팬
320: 발전기
330: 풍향센서
400: 거치대
500: 전원변환부
600: 전원저장장치

Claims (5)

1. 환풍기 및 덕트 중 적어도 하나를 포함하여 바람을 배출하는 바람배출부;
   자연풍에 의해 발전하는 경우보다 외부 환경에 따른 발전량의 차이를 줄이도록, 상기 바람배출부로부터 배출되는 바람의 배출 경로 상에 배치되고, 상기 바람을 이용하여 발전하는 풍력발전기;
   상기 바람배출부로부터 설정된 거리만큼 이격시켜 상기 풍력발전기를 거치하는 거치대;
   상기 풍력발전기에 의해 생산된 전원을 변환하는 전원변환부; 및
   상기 전원변환부를 통해 변환된 전원을 저장하는 전원저장장치;
   를 포함하되,
   상기 풍력발전기는,
   상기 바람배출부로부터 배출되는 바람에 의해 회전하는 발전팬;
   상기 발전팬의 회전에 의해 전력을 생산하는 발전기; 및
   바람이 불어오는 방향을 감지하는 풍향센서를 포함하고,
   상기 바람배출부에서 바람이 나오지 않을 경우 상기 풍향센서에서 감지된 정보를 바탕으로 상기 거치대가 바람이 불어오는 방향으로 상기 풍력발전기를 회전시키고, 상기 거치대의 회전에 의해 상기 바람배출부 이외의 다른 바람을 이용하여 발전하며,
   상기 발전기가 소음 저감을 위해 외기와 접하는 외통 및 상기 외통과 설정된 간격만큼 이격되어 내측으로 형성된 내통으로 구분되어 이중의 격벽 구조로 형성되고, 상기 외통과 상기 내통 사이는 진공 상태, 대기압 보다 낮은 기압 상태 또는 별도의 흡음재 중 어느 하나가 선택적 또는 복합적으로 적용되며,
   상기 흡음재는 다공성 흡음소재층과 클래딩층을 포함하고, 상기 다공성 흡음소재층 표면은 상기 클래딩층으로 밀봉되어 클래딩되고, 클래딩 및 조인트 지점에 밀봉 처리를 하여 연결되고,
   상기 클래딩층은 ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene) 미세다공성 박막층 또는 ePTFE 미세다공성 박막의 개질 박막층으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 풍력발전시스템.
   
   
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