KR102484729B1 - 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기는, 태양광으로 발전하는 다수의 태양전지판과, 상기 다수 태양전지판을 지지하고 내부에 풍력발전공간을 형성하는 프레임과, 상기 프레임 내측에서 풍력으로 회전하여 발전하는 풍력발전유닛과, 상기 프레임의 가장자리에 설치되어 풍력발전공간의 중앙부로 바람 방향을 안내하는 풍향안내유닛과, 태양의 위치를 추적하는 추적모듈과, 상기 추적모듈과 연동하여 상기 태양전지판을 회전하는 각도조절유닛과, 풍량을 측정하는 풍량센서와, 상기 추적모듈 및 풍량센서로부터 정보를 제공받아 풍향안내유닛 및 각도조절유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기{A wind power generator with solar power generation function}
본 발명은 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지판과 풍력발전유닛을 구비하여 태양광발전 및 풍력발전이 모두 가능하도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 태양의 위치를 추적하는 추적모듈과 풍량센서를 구비하여 광집적도 및 풍력발전효율을 극대화할 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 태양전지판에 추적모듈과 연동하는 각도조절유닛을 구비하여 광집적도를 최대한 높일 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 풍력발전유닛 외측에 풍향안내유닛을 구비하여 풍력발전유닛으로 풍향을 안내함으로써 풍력발전효율을 높일 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 풍향안내유닛에 보조태양전지판을 구비하여 공간효율을 극대화함으로써 태양광 발전 효율을 보다 높일 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 풍향안내유닛 일측에 반사판을 구비하여 상측으로 태양광을 반사시킴으로써 보조태양전지판의 태양광 발전 효율을 높이고 태양광 발전을 위한 면적을 확장할 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
본 발명은 풍량센서에서 감지된 측정풍량이 기설정된 설정풍속을 초과하는 경우 태양전지판과 보조태양전지판을 평행하게 배치하여 파손이 방지될 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로 태양에너지 발전장치는 태양광을 이용하는 것으로, 태양전지를 통해 무한정, 무공해인 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치를 말한다.
상기 태양전지는 태양광이 조사되면 광기전력효과에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게 하는 전기를 유도하는 기능을 수행한다.
이와 같이 태양전지를 이용하는 태양에너지 발전장치에서는 태양광을 집중적으로 조사시킬 수 있는 집광기술이 매우 중요한데 이는 집광기술에 따라 광 집적도가 달라지고, 광 집적도에 따라 발전장치의 에너지 효율이 결정되기 때문이다.
그리고 지구의 석유 매장량이 급격히 감소하면서 태양에너지와 같은 각종 대체에너지가 개발되고 있고, 풍력발전 역시 이에 해당한다.
태양에너지와 풍력발전은 기후환경과 운전 특성에 따라 그 효율이 크게 좌우되기는 하지만 발전 효율을 증가시키게 되면 실질적으로 석유를 대체할 에너지로 인식되고 있다.
또한 태양광 발전과 풍력발전은 그 방식의 특성상 일간, 연간으로 상호 보완적인 특성을 갖는다. 이는 태양광과 풍력이 각기 상반된 기상특성에서 동작하기 때문이다.
따라서 태양광 발전과 풍력발전이 상호 복합된 발전방식을 채택하면 에너지 효율이 더욱 높아질 수 있게 되므로, 이러한 연구가 진행되고 있다.
예컨대 대한민국 공개특허 제10-2006-0024863호에는 도 1과 같이 풍력 및 태양력으로부터 발전된 출력전력을 저장하고, 그 발전전력값을 기준전력값과 비교 판단하여 연동적으로 일정한 기설정 전력을 부하에 공급하도록 하고, 기준값 이상의 발전전력은 저장하도록 제어하는 태양광/풍력 복합발전 시스템의 전력보상장치가 개시되어 있다.
그러나 도 1의 종래기술은 태양광발전모듈(4)과 풍력발전 모듈(6)이 일정한 위치 및 방향을 유지하도록 설치되어 있으므로 발전효율을 극대화하는데 어려움이 있다.
한편 대한민국 등록실용신안 제20-0463435호에는 도 2와 같이 아파트와 같은 공동주택 등 각종 건물 외벽의 창호, 틀에 간편하고 용이하게 설치할 수 있도록 한 태양광 및 풍력 복합발전기가 개시되어 있다.
그러나 도 2의 종래기술은 제2프레임(200) 전방에 태양전지판(151)과, 블레이드(251)이 설치된 구조로서, 발전 효율을 극대화하는데 어려움이 있다.
즉 태양전지판(151)은 접철바에 의해 태양전지판이 회전 가능하게 구성되어 있으나 각도 변화가 크지 않을 뿐 아니라, 태양의 위치를 정확히 파악하여 추적하는 기능은 갖고 있지 않으며, 블레이드(251)는 제자리에서 회전하도록 구성되어 있고, 뒷면이 제2프레임(200)에 의해 막혀있는 구조이므로 풍력발전효율도 큰 기대가 어려운 문제점이 있다.
또한, 외부로 노출되어 있으므로, 태풍이나 강풍 등이 발생하였을 때 파손 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양전지판과 풍력발전유닛을 구비하여 태양광발전 및 풍력발전이 모두 가능하도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 태양의 위치를 추적하는 추적모듈과 풍량센서를 구비하여 광집적도 및 풍력발전효율을 극대화할 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 태양전지판에 추적모듈과 연동하는 각도조절유닛을 구비하여 광집적도를 최대한 높일 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 풍력발전유닛 외측에 풍향안내유닛을 구비하여 풍력발전유닛으로 풍향을 안내함으로써 풍력발전효율을 높일 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 풍향안내유닛에 보조태양전지판을 구비하여 공간효율을 극대화함으로써 태양광 발전 효율을 보다 높일 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 풍향안내유닛 일측에 반사판을 구비하여 상측으로 태양광을 반사시킴으로써 보조태양전지판의 태양광 발전 효율을 높이고 태양광 발전을 위한 면적을 확장할 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 풍량센서에서 감지된 측정풍량이 기설정된 설정풍속을 초과하는 경우 태양전지판과 보조태양전지판을 평행하게 배치하여 파손이 방지될 수 있도록 한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기는, 태양광으로 발전하는 다수의 태양전지판과, 상기 다수 태양전지판을 지지하고 내부에 풍력발전공간을 형성하는 프레임과, 상기 프레임 내측에서 풍력으로 회전하여 발전하는 풍력발전유닛과, 상기 프레임의 가장자리에 설치되어 풍력발전공간의 중앙부로 바람 방향을 안내하는 풍향안내유닛과, 태양의 위치를 추적하는 추적모듈과, 상기 추적모듈과 연동하여 상기 태양전지판을 회전하는 각도조절유닛과, 풍량을 측정하는 풍량센서와, 상기 추적모듈 및 풍량센서로부터 정보를 제공받아 풍향안내유닛 및 각도조절유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 풍향안내유닛은, 지면에 대하여 직립되게 설치된 좌우안내판과, 상기 프레임 상측에 설치되어 하측 방향으로 바람을 안내하는 상부안내판과, 상기 프레임 하측에 설치되어 상측 방향으로 바람을 안내하는 하부안내판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 좌우안내판과 상부안내판의 외면에는 보조태양전지판이 구비됨을 특징으로 한다.
상기 하부안내판 일측에는, 빛을 반사하는 반사판과, 상기 하부안내판의 각도조절을 위한 반사각조절유닛이 구비되며, 상기 반사판은 빛을 반사시켜 상부안내판에 조사하는 것을 특징으로 한다.
상기 추적모듈은, 주변의 밝기를 측정하는 조도센서와, 일사량을 측정하는 일사량측정센서와, 상기 일사량측정센서를 강제 회전하는 모터조립체를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제어유닛은, 상기 풍량센서가 측정한 풍량이 설정풍속을 초과하는 경우, 상기 반사각조절유닛과 각도조절유닛을 제어하여 하부안내판과 태양전지판을 지면에 대하여 평행하게 배치하며,
상기 모터조립체를 제어하여 일사량측정센서를 지면에 대하여 수직하게 배치하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어유닛은, 상기 추적모듈이 추적한 태양의 위치에 따라 상기 반사각조절유닛 및 각도조절유닛을 제어하여 하부안내판 및 태양전지판의 각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에서는 태양전지판과 풍력발전유닛을 구비하여 태양광발전 및 풍력발전이 모두 가능하도록 구성된다.
또한 태양의 위치를 추적하는 추적모듈을 구비하되 태양전지판에 추적모듈과 연동하는 각도조절유닛을 구비하여 광집적도를 극대화할 수 있다.
그리고 풍력센서를 구비하되 풍력발전유닛 외측에 풍향안내유닛을 구비하여 풍력발전유닛으로 풍향을 안내함으로써 풍력발전효율을 극대화할 수 있다.
또한 풍향안내유닛에 보조태양전지판을 구비하여 공간효율을 극대화함으로써 태양광 발전 효율을 보다 높일 수 있다.
그리고 풍향안내유닛 일측에 반사판을 구비하여 상측으로 태양광을 반사시킴으로써 보조태양전지판의 태양광 발전 효율을 높이고 태양광 발전을 위한 면적을 확장할 수 다.
뿐만 아니라, 풍량센서에서 감지된 측정풍량이 기설정된 설정풍속을 초과하는 경우 태양전지판과 보조태양전지판을 평행하게 배치하여 파손이 방지될 수 있다.
도 1 은 대한민국 공개특허 제10-2006-0024863호에 개시된 태양광/풍력 복합발전 시스템의 전력보상장치를 나타낸 사시도.
도 2 는 대한민국 등록실용신안 제20-0463435호에 개시된 태양광 및 풍력 복합발전기의 구조를 보인 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 외관을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 일 구성인 추적모듈을 확대하여 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 일 구성인 풍량센서를 확대하여 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 일 구성인 풍력발전유닛을 나타낸 확대 사시도.
도 7 은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 일 구성인 각도조절유닛의 구조를 보인 사시도.
도 8 은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 일 구성인 반사각조절유닛의 구조를 보인 사시도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기의 일 구성인 반사각조절유닛의 작용을 보인 개요도.
도 11 은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에서 풍량센서가 측정한 풍량이 설정풍속을 초과시 모습을 보인 전체사시도.
이하 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(이하 '풍력발전기(100)'이라 함)의 구성을 설명한다.
도 3에는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 일 구성인 추적모듈(140)을 확대하여 나타낸 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 일 구성인 풍량센서(150)를 확대하여 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부된 도 3과 같이 본 발명에 의한 풍력발전기(100)는 상측에 태양전지판(110)이 다수 설치되어 있고, 태양전지판(110)의 하측에는 풍력발전유닛(120)이 설치되어 있어 태양광발전 및 풍력발전을 동시에 수행할 수 있도록 구성된다.
즉 상기 풍력발전기(100)는 대략 내부가 비어있는 육면체 형상을 가지며, 프레임(102)에 의해 전체적인 외형이 형성되고, 프레임(102)에는 다수의 구성이 설치 및 고정된다.
본 발명의 실시예에서 상기 태양전지판(110)은 다수로 이루어지되, 프레임(102)의 상측에 등간격으로 배치되며, 상기 프레임(102) 내부는 풍력발전공간(122)이 형성되어 풍력발전유닛(120)이 중앙부에 설치된다.
상기 프레임(102)의 가장자리에는 풍향안내유닛(130)이 설치된다. 상기 풍향안내유닛(130)은 풍력발전공간(122)의 중앙부로 바람 방향을 안내하여 풍력발전유닛(120)의 풍력발전 효율을 높일 수 있도록 하는 구성이다.
보다 구체적으로, 상기 풍향안내유닛(130)은, 지면에 대하여 직립되게 설치된 좌우안내판(132)과, 상기 프레임(102) 상측에 설치되어 하측 방향으로 바람을 안내하는 상부안내판(134)과, 상기 프레임(102) 하측에 설치되어 상측 방향으로 바람을 안내하는 하부안내판(136)을 포함하여 구성된다.
상기 좌우안내판(132)과 상부안내판(134)은 일정 위치를 유지하며 각도의 변화없이 경사진 상태를 유지한다.
따라서 상기 좌우안내판(132)은 프레임(102)의 모서리부에서 풍력발전공간(122)의 중앙방향을 향하도록 배치되어 바람을 안내하게 되며, 상기 상부안내판(134)은 상단에서 하단으로 갈수록 후방 기울기를 갖도록 배치되어 풍력발전유닛(120)의 중앙부로 바람을 안내하게 된다.
그리고 상기 좌우안내판(132)과 상부안내판(134)의 외면에는 보조태양전지판(138)이 설치된다. 상기 보조태양전지판(138)은 태양전지판(110)과 같이 태양광으로 발전하는 것으로서, 풍향을 안내하는 기능과 태양광 발전 기능을 동시에 수행하도록 구성하여 태양광발전 효율을 높일 수 있도록 작용하게 된다.
상기 하부안내판(136)은 선택적으로 각도조절이 가능하도록 구성되며, 상면에는 반사판(139)이 구비된다. 상기 반사판(139)은 태양전지판(110)에 닿지 못하고 아래로 조사되는 태양광을 상측 방향으로 반사시키기 위한 구성이다.
즉 상기 상부안내판(134)은 보조태양전지판(138)이 아래를 향하도록 배치되어 있다. 따라서 태양광이 조사되지 않아 태양광 발전 효율이 저하될 수 있다. 이러한 점을 보완하기 위하여 상기 하부안내판(136) 상면에는 반사판(139)을 구비하여 태양광을 상방향으로 반사시킴으로써 상기 보조태양전지판(138)이 태양광 발전을 할 수 있도록 돕게 된다.
한편, 상기 풍력발전기(100)의 후단 좌측에는 추적모듈(140)이 설치되고, 선단 우측에는 풍량센서(150)가 설치된다.
도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 추적모듈(140)은 주변의 밝기를 측정하는 조도센서(142)와, 일사량을 측정하는 일사량측정센서(144)와, 일사량측정센서(144)를 강제회전하는 모터조립체를 포함하여 구성된다.
상기 모터조립체는 보호케이스(146) 내부에 설치되며, 서보모터를 포함하여 구성된다. 그리고 보호케이스(146)의 상면에는 조도센서(142)가 돌출되게 설치된다. 그리고 좌/우측에는 모터조립체의 동작과 연동하여 회전하는 일사량측정센서(144)가 각각 설치되어 있다.
상기 조도센서(142)는 밝기를 측정하며, 일사량측정센서(144)는 모터조립체에 의해 회전하면서 일사량을 측정하여 최대일사량이 측정되는 방향을 확인하고, 이러한 정보를 제어유닛(도시되지 않음)에 보내 아래에서 설명하게 될 각도조절유닛(도 7의 도면부호 160 참조)의 동작을 제어하도록 구성된다.
따라서 태양전지판(110)은 일사량측정센서(144)로부터 측정된 일사량정보를 통해 최적의 태양광 발전 상태를 유지할 수 있게 된다.
한편 상기 풍력발전기(100)에는 도 5와 같이 풍력센서가 구비된다. 상기 풍력센서는 바람의 세기를 측정하기 위한 구성으로, 풍력발전기(100)에서 가장 상측에 위치하고 있으며, 측정한 풍력은 풍력발전기(100)의 파손 방지를 위한 정보로 사용될 수 있다.
즉 상기 풍력센서가 측정한 풍력이 설정풍력을 초과하는 경우 기상 상태가 강풍이나 태풍의 영향권에 든 상태일 수 있으므로, 태양전지판(110)이 풍력에 의해 파손될 수 있게 된다.
이때 바람의 저항을 최소한으로 받을 수 있도록 도 11과 같이 태양전지판(110)을 지면에 대하여 평행하게 배치하여 태양전지판(110)의 파손을 방지하게 된다.
이하 첨부된 도 6을 참조하여 상기 풍력발전유닛(120)의 세부 구성을 설명한다.
도 6에는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 일 구성인 풍력발전유닛(120)을 나타낸 확대 사시도가 도시되어 있다.
도면과 같이 프레임(102) 내측에서 풍력으로 회전하여 발전하는 구성으로, 작은 부피를 가지면서도 풍력발전 효율을 극대화할 수 있도록 2중 구조의 팬을 채택하였다.
즉 상기 풍력발전유닛(120)의 외측에는 제1팬(124)이 구비되고, 상기 제1팬(124)의 내측에는 제2팬(126)이 구비되며, 상기 제1팬(124)과 제2팬(126)은 동일한 회전축(128)을 공유하도록 설치된다.
따라서 상기 풍향안내유닛(130)에 의해 풍력발전공간(122) 내부로 안내된 바람은 제1팬(124)과 제2팬(126)과 접촉하면서 회전력을 발생하여 회전시키게 되고, 이러한 회전으로 인해 풍력발전이 이루어지게 된다.
이하 첨부된 도 7을 참조하여 각도조절유닛(160)의 세부 구성을 설명한다.
도 7에는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 일 구성인 각도조절유닛(160)의 구조를 보인 사시도가 도시되어 있다.
도면과 같이 상기 각도조절유닛(160)은 프레임(102)의 상측에 설치된 태양전지판(110) 하측에 위치하여 태양전지판(110)의 각도를 조절하기 위한 구성으로, 프레임(102)에 고정되고 상부가 회전하면서 태양전지판(110)의 다수곳을 지지하는 지지대(162)와, 상기 지지대(162) 일측에 회전력을 발생하는 힘발생부(164)와, 상기 힘발생부(164)와 연동하여 다수의 지지대(162)를 회전시키는 힘을 전달하는 힘전달부(166)를 포함하여 구성된다.
상기 힘발생부(164)는 힘전달부(166)와 기어 결합에 의해 회전력을 전달하도록 구성되며, 상기 다수의 지지대(162)는 힘전달부(166)로부터 힘을 전달받아 동시에 회전함으로써 대면적의 태양전지판(110)을 일정 각도 범위 내에서 회전시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 힘발생부(164)는 상기 일사량측정센서(144)와 연동하여 태양의 위치에 따라 회전력을 발생하여 태양전지판(110)의 각도를 조절하도록 구성하였으며, 강풍이나 태풍 영향권에 들어 설정풍속을 초과하는 경우, 상기 힘발생부(164)는 제어유닛으로부터 신호를 받아 도 11과 같이 지면에 대하여 평행하도록 회전될 수 있다.
이하 첨부된 도 8을 참조하여 반사각조절유닛(170)의 구성을 설명한다.
도 8은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 일 구성인 반사각조절유닛(170)의 구조를 보인 사시도로서, 상기 반사각조절유닛(170)은 하부안내판(136)과 프레임(102) 사이에 위치하여 하부안내판(136)이 프레임(102)에 대하여 회전 가능하게 지지하는 지지링크(172)와, 상기 하부안내판(136)의 우측 하부에서 선택적으로 길이가 신축하여 하부안내판(136)의 각도를 조절하는 실린더(174)를 포함하여 구성된다.
상기 실린더(174)는 전술한 힘발생부(164)와 같이 일사량측정센서(144) 및 제어유닛과 연동하여 태양의 위치에 따라 하부안내판(136)의 각도를 조절하도록 구성된 것으로, 상기 프레임(102)의 하면이 고정되어 움직이지 않으며, 실린더로드의 단부가 하부안내판(136)의 하면에 회전 가능하게 결합되어 신축함으로써 하부안내판(136)의 회전을 강제하게 된다.
본 발명의 실시예에서 상기 실린더(174)는 서보실린더를 적용하였다.
상기 지지링크(172)는 하부안내판(136)이 넓은 면적을 가짐에 따라 처짐없이 회전 운동이 이루어질 수 있도록 다수로 이루어지며 하부안내판(136)의 다수곳에 배치된다.
이하 첨부된 도 9 및 도 10을 참조하여 반사각조절유닛(170)의 작용을 설명한다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)의 일 구성인 반사각조절유닛(170)의 작용을 보인 개요도로서, 먼저 도 9와 같이 일출한지 얼마 지나지 않은 상태라면, 태양의 위치는 우측으로 경사진 곳에 위치하게 되며, 상기 일사량측정센서(144)는 태양의 위치를 추적하게 된다.
이와 연동하여 제어유닛은 일사량측정센서(144)로부터 제공받은 정보를 토대로 상기 실린더(174)를 신장 또는 축소하여 반사광이 상방향을 향하도록 맞추게 된다.
상방향으로 반사된 반사광은 상측에 위치한 상부안내판(134)으로 향하여 보조태양전지판(138)이 태양광 발전을 하도록 돕게 된다.
시간이 경과하여 도 10과 같이 태양의 위치가 상측으로 이동하게 되면, 일사량측정센서(144)는 태양의 위치를 추적하여 위치 정보를 제어유닛에 보내게 되고, 제어유닛은 실린더(174)의 길이를 신장시켜 하부안내판(136)의 경사를 완경사로 변경함으로써 태양으로부터 조사된 빛을 상부안내판(134)으로 향하도록 조절하게 된다.
이하 도 11을 참조하여 강풍이나 태풍 등 악천후 조건일 때 풍력발전기(100)의 작용을 설명한다.
도 11에는 본 발명에 의한 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기(100)에서 풍량센서(150)가 측정한 풍량이 설정풍속을 초과시 모습을 보인 전체사시도가 도시되어 있다.
예컨대 기상 상태가 좋지 않아 강풍이 부는 경우 풍력센서는 설정풍속을 초과하는 풍속을 측정하게 될 것이다.
이렇게 측정된 풍속은 제어유닛에 제공되며, 제어유닛은 추적모듈(140)과, 태양전지판(110) 및 하부안내판(136)의 파손을 방지할 수 있도록 제어하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 제어유닛은 추적모듈(140)의 파손을 방지하기 위하여 모터조립체를 동작시킴으로써 일사량측정센서(144)가 도 11과 같이 지면에 대하여 수직한 상태로 배치시키게 된다.
그리고 상기 제어유닛은 각도조절유닛(160)의 힘발생부(164)를 제어하여 태양전지판(110)을 지면에 대하여 평행하게 배치시키게 되며, 상기 반사각조절유닛(170)의 실린더(174)를 제어하여 하부안내판(136)을 지면에 대하여 평행하게 배치시키게 된다.
이런 결과로 상기 태양전지판(110)과 하부안내판(136)은 서로 평행한 상태가 되어 강풍으로 인한 파손이 방지될 수 있으며, 상기 일사량측정센서(144)는 특히 렌즈부의 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
예컨대 본 발명의 실시예에서 태양전지판(110)과 하부안내판(136)은 추적모듈(140)과 제어유닛의 제어에 의해 각도조절이 가능하도록 기술하였으나, 추적모듈(140)이 고장 등의 이유로 정상 작동이 되지 않는 경우, 상기 제어유닛은 모터조립체에 구성된 서보모터와, 서보실린더가 채택된 실린더(174)의 동작을 제어하여 일출 및 일몰 시간동안 일정회전속도로 태양전지판(110)과 하부안내판(136)의 동작을 자동으로 제어할 수도 있음은 물론이다.
100. 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기 102. 프레임
110. 태양전지판 120. 풍력발전유닛
122. 풍력발전공간 124. 제1팬
126. 제2팬 128. 회전축
130. 풍향안내유닛 132. 좌우안내판
134. 상부안내판 136. 하부안내판
138. 보조태양전지판 139. 반사판
140. 추적모듈 142. 조도센서
144. 일사량측정센서 146. 보호케이스
150. 풍량센서 160. 각도조절유닛
162. 지지대 164. 힘발생부
166. 힘전달부 170. 반사각조절유닛
172. 지지링크 174. 실린더

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 태양광으로 발전하는 다수의 태양전지판과, 상기 다수 태양전지판을 지지하고 내부에 풍력발전공간을 형성하는 프레임과, 상기 프레임 내측에서 풍력으로 회전하여 발전하는 풍력발전유닛과, 상기 프레임의 가장자리에 설치되어 풍력발전공간의 중앙부로 바람 방향을 안내하는 풍향안내유닛과, 태양의 위치를 추적하는 추적모듈과, 상기 추적모듈과 연동하여 태양전지판을 회전하는 각도조절유닛과, 풍량을 측정하는 풍량센서와, 상기 추적모듈 및 풍량센서로부터 정보를 제공받아 풍향안내유닛 및 각도조절유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성되는 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기에 있어서,
    상기 풍향안내유닛은, 지면에 대하여 직립되게 설치된 좌우안내판과, 상기 프레임 상측에 설치되어 하측 방향으로 바람을 안내하는 상부안내판과, 상기 프레임 하측에 설치되어 상측 방향으로 바람을 안내하는 하부안내판과, 상기 좌우안내판과 상부안내판의 외면에 구비된 보조태양전지판을 포함하여 구성되고,
    상기 하부안내판 일측에는,
    빛을 반사하는 반사판과,
    상기 하부안내판의 각도조절을 위한 반사각조절유닛이 구비되며,
    상기 반사판은 빛을 반사시켜 상부안내판에 조사하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 추적모듈은,
    주변의 밝기를 측정하는 조도센서와,
    일사량을 측정하는 일사량측정센서와,
    상기 일사량측정센서를 강제 회전하는 모터조립체를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어유닛은, 상기 풍량센서가 측정한 풍량이 설정풍속을 초과하는 경우, 상기 반사각조절유닛과 각도조절유닛을 제어하여 하부안내판과 태양전지판을 지면에 대하여 평행하게 배치하며,
    상기 모터조립체를 제어하여 일사량측정센서를 지면에 대하여 수직하게 배치하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어유닛은, 상기 추적모듈이 추적한 태양의 위치에 따라 상기 반사각조절유닛 및 각도조절유닛을 제어하여 하부안내판 및 태양전지판의 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 기능이 부설된 풍력발전기.
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