KR102593005B1

KR102593005B1 - 태양 전지를 적용한 하이브리드 풍력 발전기

Info

Publication number: KR102593005B1
Application number: KR1020220001005A
Authority: KR
Inventors: 김정완; 조병현; 진성현
Original assignee: (주)대한엔지니어링
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2023-10-25
Also published as: KR20230105758A; WO2023132517A1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기는, 가상의 회전 축을 중심으로 회전하는 제1 회전판, 상기 제1 회전판의 상부에 배치되며, 상기 가상의 회전 축을 중심으로 회전하는 제2 회전판, 상기 제1 회전판의 하부에 배치되며, 상기 제1 회전판의 외곽 형상에 대응하는 제1 내부 테두리를 포함하는 제1 커버, 상기 제2 회전판의 상부에 배치되며, 상기 제2 회전판의 외곽 형상에 대응하는 제2 내부 테두리를 포함하는 제2 커버, 상기 제2 커버와 상기 제2 회전판 사이에 배치되며, 상기 제2 내부 테두리 내에 고정되는 상부 고정판; 상기 상부 고정판 하부에 고정되는 적어도 하나의 발전 코일, 상기 제2 회전판 상부에 고정되며, 상기 적어도 하나의 발전 코일과 상하로 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 자석, 상기 제1 회전판과 상기 제2 회전판 사이에 상기 회전 축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 회전 날개, 상기 복수의 회전 날개 각각의 일부에 배치되는 복수의 날개 태양 전지, 상기 복수의 날개 태양 전지 각각의 음극 단자에 전기적으로 병렬로 연결되는 제1 집전자, 및 상기 복수의 날개 태양 전지 각각의 양극 단자에 전기적으로 병렬로 연결되는 제2 집전자를 포함하되, 상기 복수의 회전 날개 각각은 지정된 각도를 이루며 꺽인 적어도 한 부분을 포함할 수 있다.

Description

태양 전지를 적용한 하이브리드 풍력 발전기{HYBRID WIND GENERATOR APPLYING SOLAR CELL}

본 발명은 풍력 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양 전지를 적용한 하이브리드 풍력 발전기에 관한 것이다.

태양광 발전은 반도체 소자인 태양전지판에 햇빛을 쏘이면 광전자효과를 일으켜 전기가 발생하는 원리를 이용하는 것으로, 무공해, 무소음, 무한 에너지로서 대표적인 대체에너지 이용 시스템의 하나이다. 일반적인 태양광 발전 시스템은 태양전지로 구성된 모듈과, 제어기, 축전지 및 인버터로 구성되어 있으며 시스템 이용방법에 따라 산간, 벽지 및 섬 등의 원격지와 주택에 설치되는 독립형 시스템과 외부의 전선에 연결하여 사용되고 남은 잉여전력을 전력회사에 판매하는 계통연계형 시스템, 태양광 발전기에 디젤발전, 풍력발전 등을 복합적으로 연결하여 발전하는 하이브리드 시스템 등으로 구분할 수 있다.

또한, 풍력 발전은 자연 상태의 무공해 에너지원으로 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에 직접 공급하는 기술로써, 풍력발전 시스템은 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기를 구동하여 전력을 얻어내는 시스템이다.

일반적으로 풍력 발전 장치에는 수평축 풍력 발전기와 수직축 풍력 발전기가 있다. 수평축 풍력 발전기는 회전 축이 바람의 방향에 대해 수평인 풍력 발전 시스템으로써 비교적 간단한 구조로 이루어져 있어 설치하기 편리하나 바람의 방향에 영향을 받는다. 일반적으로 수평축 풍력 발전기는 기동 풍속(cut-in wind speed) 4m/s, 정격 풍속(rated wind speed) 13.5m/s, 정지 풍속(cut-out wind speed) 25m/s를 요구하며, 프로펠러형이 가장 많이 사용된다. 수직축 풍력 발전기는 회전 축이 바람에 불어오는 방향에 수직인 풍력 발전 시스템으로써 바람의 방향에 관계가 없어 사막이나 평지에도 설치 가능하나 설치 비용이 많이 들고 효율이 떨어지므로 보급률이 낮으며, 정지 풍속이 높은 편이나 대용량인 경우 초기 기동에 있어 수평축에 비해 높은 풍속이 요구한다.

다만, 태양광 발전기 및 풍력 발전기는 태양의 일조시간, 광조사 각도, 바람의 세기 및 풍향 등 기상에 의존하는바, 어느 하나만으로 안정적인 에너지를 지속적으로 획득하기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1386723호 (2014-04-11)

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 풍력 발전기의 회전 날개에 태양 전지를 적용하여 풍력 및 태양광을 동시에 이용하여 전력을 생성할 수 있는 하이브리드 풍력 발전기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기는, 가상의 회전 축을 중심으로 회전하는 제1 회전판; 상기 제1 회전판의 상부에 배치되며, 상기 가상의 회전 축을 중심으로 회전하는 제2 회전판; 상기 제1 회전판의 하부에 배치되며, 상기 제1 회전판의 외곽 형상에 대응하는 제1 내부 테두리를 포함하는 제1 커버; 상기 제2 회전판의 상부에 배치되며, 상기 제2 회전판의 외곽 형상에 대응하는 제2 내부 테두리를 포함하는 제2 커버; 상기 제2 커버와 상기 제2 회전판 사이에 배치되며, 상기 제2 내부 테두리 내에 고정되는 상부 고정판; 상기 상부 고정판 하부에 고정되는 적어도 하나의 발전 코일; 상기 제2 회전판 상부에 고정되며, 상기 적어도 하나의 발전 코일과 상하로 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 자석; 상기 제1 회전판과 상기 제2 회전판 사이에 상기 회전 축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 회전 날개; 상기 복수의 회전 날개 각각의 일부에 배치되는 복수의 날개 태양 전지; 상기 복수의 날개 태양 전지 각각의 음극 단자에 전기적으로 병렬로 연결되는 제1 집전자; 및 상기 복수의 날개 태양 전지 각각의 양극 단자에 전기적으로 병렬로 연결되는 제2 집전자를 포함하되, 상기 복수의 회전 날개 각각은 지정된 각도를 이루며 꺽인 적어도 한 부분을 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 회전 날개 각각은, 상기 가상의 회전 축에 인접한 제1 날개 부분; 및 상기 제1 날개 부분과 제1 각도를 이루도록 상기 제1 날개 부분으로부터 상기 가상의 회전 축으로부터 멀어지도록 연장되는 제2 날개 부분을 포함하고, 상기 복수의 날개 태양 전지 각각은 상기 제2 날개 부분에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 날개 부분의 가상의 연장면이 상기 가상의 회전 축과 만나도록, 상기 제1 날개 부분은 배치되는 하이브리드 풍력 발전기.

또한, 상기 복수의 회전 날개 각각은, 상기 제2 날개 부분과 제2 각도를 이루도록 상기 제2 날개 부분으로부터 연장되는 제3 날개 부분을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 회전 날개와 평행하게 배치되는 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부는, 상기 복수의 회전 날개의 측면에 이격되어 배치되는 지지 몸체; 상기 지지 몸체의 하단부에서 상기 가상의 회전 축까지 연장되는 제1 지지 팔; 및 상기 지지 몸체의 상단부에서 상기 가상의 회전 축까지 연장되는 제2 지지 팔을 포함하고, 상기 제1 집전부는 상기 가상의 회전 축을 중심으로 회전하도록 제1 지지 팔의 일단에서 상부를 향하여 구성되고, 상기 제2 집전부는 상기 가상의 회전 축을 중심으로 회전하도록 제2 지지 팔의 일단에서 하부를 향하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 집전자는 상기 제1 회전판과 함께 회전하도록 결합되고, 상기 제2 집전자는 상기 제2 회전판과 함께 회전하도록 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1 집전자와 상기 제1 회전판 사이에 배치되는 제1 절연 부재; 및 상기 제2 집전자와 상기 제2 회전판 사이에 배치되는 제2 절연 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 커버의 상부에 배치되는 상부 태양 전지를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 회전 날개의 방향 및 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 상기 적어도 하나의 자석의 회전 정보에 기초하여 현재 풍속을 측정하는 풍속 감지부; 및 상기 풍속 감지부로부터 상기 현재 풍속에 대한 정보를 수신하여 상기 현재 풍속이 기준 풍속보다 작은 경우, 현재 태양의 고도에 기초하여 상기 복수의 회전 날개의 방향 및 기울기를 조절하도록 상기 기울기 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 풍력 발전기의 회전 날개에 태양 전지를 적용하여 풍력 및 태양광을 동시에 이용하여 전력을 생성할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 복수의 회전 날개를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 고정 프레임 및 집전자들을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 집전자와 회전판의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 집전자와 날개 태양 전지의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기에 있어서 회전 날개의 회전 메커니즘을 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 상부 태양 전지, 날개 태양 전지 및 풍력 발전용 코일의 연결 관계를 나타내는 회로도이다.
도 9는, 도 8의 풍력 발전부를 나타내는 회로도이다.

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.

도 1은 일 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기를 나타내는 사시도이다. 도 2는, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기를 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 복수의 회전 날개를 나타내는 도면이다. 도 4는, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 고정 프레임 및 집전자들을 나타내는 도면이다. 도 5는, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 집전자와 회전판의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 도 6은, 도 1의 하이브리드 풍력 발전기에 포함된 집전자와 날개 태양 전지의 연결 관계를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 제1 커버(1110), 제2 커버(1120), 제1 회전판(1130), 제2 회전판(1140), 적어도 하나의 자석(1150), 적어도 하나의 발전 코일(1160), 상부 고정판(1130), 복수의 회전 날개(1180), 복수의 날개 태양 전지(1190), 지지부(1200), 제1 집전자(1210), 제2 집전자(1220), 제1 베어링(1230), 제2 베어링(1240), 제1 베어링 하우징(1250), 제2 베어링 하우징(1260) 및 상부 태양 전지(1270)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 커버(1110)는 하이브리드 풍력 발전기(1000)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 회전판(1130)은 제1 커버(1110)의 상부에 배치될 수 있다. 제1 커버(1110)는 제1 회전판(1130)의 외곽 형성과 대응하는 테두리를 포함할 수 있다. 제1 회전판(1130)은 제1 커버(1110)의 테두리 내에서 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 회전할 수 있다. 제2 회전판(1140)은 제1 회전판(1130)의 상부에 수직으로 중첩(예: Z축 방향에서 바라볼 때 중첩)되도록 배치될 수 있다. 적어도 하나의 자석(1150)은 제2 회전판(1140)의 상부에 고정될 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 자석(1150)은 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다. 적어도 하나의 발전 코일(1160)은 적어도 하나의 자석(1150)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 고정판(1170)은 적어도 하나의 발전 코일(1160)의 상부에 배치될 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 발전 코일(1160)의 상부 고정판(1170)의 하부에 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 방사형으로 고정될 수 있다. 적어도 하나의 자석(1150)의 개수와 적어도 하나의 발전 코일(1160)의 개수는 동일하고, 적어도 하나의 자석(1150)은 적어도 하나의 발전 코일(1160)에 일대 일로 대응하도록 배치될 수 있다. 제2 커버(1120)는 상부 고정판(1170)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 고정판(1170)은 제2 커버(1120)의 하부에 고정될 수 있다. 제2 커버(1120)는 제2 회전판(1140)의 외곽 형성과 대응하는 테두리를 포함할 수 있다. 제2 회전판(1140)은 제2 커버(1120)의 테두리 내에서 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 복수의 회전 날개(1180)는 제1 회전판(1130) 및 제2 회전판(1140) 사이에 배치될 수 있다. 복수의 회전 날개(1180)의 하단은 제1 회전판(1130)에 고정될 수 있다. 복수의 회전 날개(1180)의 상단은 제2 회전판(1140)에 고정될 수 있다. 이에, 복수의 회전 날개(1180)가 바람에 의해 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 회전할 때, 제1 회전판(1130) 및 제2 회전판(1140)은 복수의 회전 날개(1180)와 함께 회전할 수 있다. 제2 회전판(1140)의 회전에 의해, 적어도 하나의 자석(1150)은 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 회전할 수 있다. 상부 고정판(1170)에 고정된 적어도 하나의 발전 코일(1160)에 대응하는 적어도 하나의 자석(1150)의 회전에 의해, 적어도 하나의 발전 코일(1160)은 전력을 생산할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 날개 태양 전지(1190) 각각은 복수의 회전 날개(1180) 각각의 일부에 부착될 수 있다. 도 3의 제1 평면도(2001a)는 복수의 회전 날개(1180)를 상부에서(예: Z축 방향에서) 바라본 도면이다. 도 3의 제2 평면도(2001b)는 하나의 회전 날개를 상부에서(예: Z축 방향에서) 바라본 도면이다. 도 3의 사시도(2001c)는 하나의 회전 날개를 측면에서 바라본 도면이다.

일 실시 예에 따르면, 복수의 회전 날개(1180)는 제1 회전 날개(1181), 제2 회전 날개(1182), 제3 회전 날개(1183), 제4 회전 날개(1184) 및 제5 회전 날개(1185)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 복수의 회전 날개(1180)는 4개 이하의 회전 날개들을 포함하거나 6개 이상의 회전 날개들을 포함할 수 있다. 복수의 회전 날개(1180)는 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 제1 회전판(1130) 및 제2 회전판(1140) 사이에서 방사형으로 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 복수의 회전 날개(1180) 각각은 지정된 각도를 이루며 구부러진(또는 꺽인) 적어도 한 부분을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 회전 날개(1181)는 제1 날개 부분(1181a), 제2 날개 부분(1181b) 및 제3 날개 부분(1181c)을 포함할 수 있다. 제2 날개 부분(1181b)은 제1 날개 부분(1181a)과 제1 각도(R1)를 이루도록 제1 날개 부분(1181a)으로부터 연장될 수 있다. 일 예로, 제1 각도(R1)는 97도 내지 120도 사이에서 설정될 수 있다. 제1 날개 부분(1181a)은 제2 날개 부분(1181b)보다 가상의 회전 축(SP)에 근접하도록 배치될 수 있다. 제3 날개 부분(1181c)은 제2 날개 부분(1181b)과 제2 각도(R2)를 이루도록 제2 날개 부분(1181b)으로부터 연장될 수 있다. 일 예로, 제2 각도(R2)는 120도 내지 150도 사이에서 설정될 수 있다. 제3 날개 부분(1181c)은 회전 날개의 회전 시 진동을 감소시켜주는 역할을 수행할 수 있다. 제1 날개 부분(1181a), 제2 날개 부분(1181b) 및 제3 날개 부분(1181c)은 가상의 회전 축(SP) 방향(예: Z축 방향)으로 제1 높이(H1)를 가질 수 있다. 제1 날개 부분(1181a)은 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 제2 날개 부분(1181b)은 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 제3 날개 부분(1181c)은 제3 폭(W3)을 가질 수 있다. 일 예로, 제3 폭(W3)은 제1 폭(W1) 및 제2 폭(W2)의 1/4 크기보다 작게 설정될 수 있다. 다른 예로, 제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)과 동일한 크기를 가지도록 설정될 수 있다. 제1 날개 부분(1181a)의 가상의 연장선이 가상의 회전 축(SP)을 지나가도록, 제1 날개 부분(1181a)은 제1 회전판(1130) 및 제2 회전판(1140) 사이에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 나머지 회전 날개들(예: 제2 회전 날개(1182), 제3 회전 날개(1183), 제4 회전 날개(1184) 및 제5 회전 날개(1185))은 제1 회전 날개(1181)와 동일한 구조를 가지도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 복수의 날개 태양 전지(1190) 각각은 복수의 회전 날개(1180) 각각의 외부를 향하는 일부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 날개 태양 전지(1190)는 제1 날개 태양 전지(1191), 제2 날개 태양 전지(1192), 제3 날개 태양 전지(1193), 제4 날개 태양 전지(1194) 및 제5 날개 태양 전지(1195)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 복수의 날개 태양 전지(1190)는 4개 이하의 날개 태양 전지들을 포함하거나 6개 이상의 날개 태양 전지들을 포함할 수 있다. 복수의 날개 태양 전지(1190)의 개수는 복수의 회전 날개(1180)의 개수와 동일할 수 있다. 일 예로, 제1 날개 태양 전지(1191)는 제1 회전 날개(1181)의 제2 날개 부분(1181b)에 부착될 수 있다. 마찬가지로, 제2 날개 태양 전지(1192), 제3 날개 태양 전지(1193), 제4 날개 태양 전지(1194) 및 제5 날개 태양 전지(1195) 각각은 제2 회전 날개(1182), 제3 회전 날개(1183), 제4 회전 날개(1184) 및 제5 회전 날개(1185) 각각의 제2 날개 부분에 부착될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 지지부(1200)는 하이브리드 풍력 발전기(1000)의 측면에 배치될 수 있다. 지지부(1200)는 1 회전판(1130), 제2 회전판(1140) 및 복수의 회전 날개(1180)가 가상의 회전 축(SP)을 중심으로 회전하도록 지지할 수 있다. 예를 들면, 지지부(1200)는 지지 몸체(1201), 제1 지지 팔(1202) 및 제2 지지 팔(1203)을 포함할 수 있다. 지지 몸체(1201)는 복수의 회전 날개(1180)의 측면에 배치될 수 있다. 제1 지지 팔(1202)은 지지 몸체(1201)의 하단부로부터 가상의 회전 축(SP)을 향하여 연장될 수 있다. 제2 지지 팔(1203)은 지지 몸체(1201)의 상단부로부터 가상의 회전 축(SP)을 향하여 연장될 수 있다. 일 예로, 제1 지지 팔(1202) 및 제2 지지 팔(1203)은 평행하고 동일한 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 지지 몸체(1201)는 일단에 제1 고정 홀(1204) 및 다른 일단에 제2 고정 홀(1205)을 포함할 수 있다. 스크류와 같은 고정 부재를 제1 고정 홀(1204) 및 제2 고정 홀(1205)에 관통하여, 지지 몸체(1201)는 벽이나 기둥과 같은 장소에 고정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 가상의 회전 축(SP) 상에 배치된 집전자들을 포함할 수 있다. 집전자들은 제1 회전판(1130) 또는 제2 회전판(1140)과 함께 회전할 수 있다. 예를 들면, 제1 집전자(1210)는 제1 지지 팔(1202)의 일단에 배치될 수 있다. 제2 집전자(1220)는 제2 지지 팔(1203)의 일단에 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 집전자(1210)는 제1 집전자 핀(1211), 제1 집전자 관(1212), 제1 집전자 축(1213) 및 제1 베어링 고정 부재(1214)를 포함할 수 있다. 제1 집전자 관(1212)은 제1 지지 팔(1202)의 일단에 고정될 수 있다. 제1 집전자 관(1212)은 제1 지지 팔(1202)로부터 상부로 연장될 수 있다. 제1 집전자 축(1213)은 제1 집전자 관(1212) 내부를 관통하여 배치되고, 제1 집전자 관(1212) 내부에서 회전할 수 있다. 제1 집전자 핀(1211)의 일단은 제1 집전자 축(1213)의 상단과 고정되고, 제1 집전자 축(1213)으로부터 제1 회전판(1130)과 평행하도록 연장될 수 있다. 제1 집전자 핀(1211)의 일부는 제1 회전판(1130)과 밀접되도록 굴곡을 가질 수 있다. 제1 집전자 핀(1211)은 제1 회전판(1130)과 결합되고, 제1 집전자 축(1213)을 중심으로 제1 회전판(1130)과 함께 회전할 수 있다. 제1 절연 부재(1215)는 제1 집전자 핀(1211)과 제1 회전판(1130) 사이에 배치될 수 있다. 제2 절연 부재(1216)는 제1 집전자 관(1212)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에, 제1 집전자 핀(1211)을 통해 전달되는 전기는 제1 회전판(1130) 및 제1 베어링(1230)으로 누설되지 않을 수 있다. 제1 베어링 하우징(1250)은 제1 베어링(1230)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1 베어링 하우징(1250)은 제1 회전판(1130)의 하부에 결합될 수 있다. 제1 베어링(1230)은 제1 베어링 하우징(1250) 내에서 제1 회전판(1130)의 회전을 지원할 수 있다. 제1 회전판(1130), 제1 베어링(1230) 및 제1 베어링 하우징(1250)은 제1 집전자 핀(1211)과 제1 베어링 고정 부재(1214) 사이에서 회전할 수 있다. 제1 베어링 고정 부재(1214)는 제1 회전판(1130)의 회전 시 제1 베어링(1230)이 이탈하지 않도록 지지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 집전자(1210) 및 제2 집전자(1220)는 상하로 대칭으로 배치될 수 있다. 제2 집전자(1220)는 제1 집전자(1210)에 대응하는 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 집전자(1220)는 제2 집전자 핀(1221), 제2 집전자 관(1222), 제2 집전자 축(1223) 및 제2 베어링 고정 부재(1224)를 포함할 수 있다. 제2 집전자 관(1222)은 제2 지지 팔(1203)의 일단에 고정될 수 있다. 제2 집전자 관(1222)은 제2 지지 팔(1203)로부터 하부로 연장될 수 있다. 제2 집전자 축(1223)은 제2 집전자 관(1222) 내부를 관통하여 배치되고, 제2 집전자 관(1222) 내부에서 회전할 수 있다. 제2 집전자 핀(1221)의 일단은 제2 집전자 축(1223)의 하단과 고정되고, 제2 집전자 축(1223)으로부터 제2 회전판(1140)과 평행하도록 연장될 수 있다. 제2 집전자 핀(1221)의 일부는 제2 회전판(1140)과 밀접되도록 굴곡을 가질 수 있다. 제2 집전자 핀(1221)은 제2 회전판(1140)과 결합되고, 제2 집전자 축(1223)을 중심으로 제2 회전판(1140)과 함께 회전할 수 있다. 제3 절연 부재(1225)는 제2 집전자 핀(1221)과 제2 회전판(1140) 사이에 배치될 수 있다. 제4 절연 부재(1226)는 제2 집전자 관(1222)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에, 제2 집전자 핀(1221)을 통해 전달되는 전기는 제2 회전판(1140) 및 제2 베어링(1240)으로 누설되지 않을 수 있다. 제2 베어링 하우징(1260)은 제2 베어링(1240)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 베어링 하우징(1260)은 제2 회전판(1140)의 상부에 결합될 수 있다. 제2 베어링(1240)은 제2 베어링 하우징(1260) 내에서 제2 회전판(1140)의 회전을 지원할 수 있다. 제2 회전판(1140), 제2 베어링(1240) 및 제2 베어링 하우징(1260)은 제2 집전자 핀(1221)과 제2 베어링 고정 부재(1224) 사이에서 회전할 수 있다. 제2 베어링 고정 부재(1224)는 제2 회전판(1140)의 회전 시 제2 베어링(1240)이 이탈하지 않도록 지지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도 2에 도시되지 않았지만, 제1 커버(1110)의 테두리는 제1 지지 팔(1202)에 대응하는 홈 또는 홀을 포함할 수 있다. 또한, 제2 커버(1120)의 테두리는 제2 지지 팔(1203)에 대응하는 홈 또는 홀을 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 복수의 날개 태양 전지(1190)는 복수의 배선을 통해 집전자들에 전기적으로 병렬로 연결될 수 있다. 도 6은 복수의 회전 날개(1180), 복수의 날개 태양 전지(1190) 및 제1 집전자(1210)를 위에서 바라본(예: Z축 방향에서 바라본) 평면도이다. 예를 들면, 복수의 날개 태양 전지(1190) 각각은 회전 날개 상에 배치되는 날개 배선과 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 날개 태양 전지(1191)는 제1 날개 배선(1310)과 연결될 수 있다. 제2 날개 태양 전지(1192)는 제2 날개 배선(1320)과 연결될 수 있다. 제3 날개 태양 전지(1193)는 제3 날개 배선(1330)과 연결될 수 있다. 제4 날개 태양 전지(1194)는 제4 날개 배선(1340)과 연결될 수 있다. 제5 날개 태양 전지(1195)는 제5 날개 배선(1350)과 연결될 수 있다. 제1 날개 배선(1310)은 제1 연결 배선(1311)을 통해 제1 집전자 핀(1211)과 연결될 수 있다. 제2 날개 배선(1320)은 제1 연결 배선(1311) 및 제2 연결 배선(1321)을 통해 제1 집전자 핀(1211)과 연결될 수 있다. 제3 날개 배선(1330)은 제1 연결 배선(1311), 제2 연결 배선(1321) 및 제3 연결 배선(1331)을 통해 제1 집전자 핀(1211)과 연결될 수 있다. 제4 날개 배선(1340)은 제4 연결 배선(1341) 및 제5 연결 배선(1351)을 통해 제1 집전자 핀(1211)과 연결될 수 있다. 제5 날개 배선(1350)은 제4 연결 배선(1341) 및 제5 연결 배선(1351)을 통해 제1 집전자 핀(1211)과 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제1 내지 제5 날개 배선들(1310, 1320, 1330, 1340, 1350)과 제1 내지 제5 연결 배선들(1311, 1321, 1331, 1341, 1351)은 다양하게 배치될 수 있다. 제1 내지 제5 날개 배선들(1310, 1320, 1330, 1340, 1350)과 제1 내지 제5 연결 배선들(1311, 1321, 1331, 1341, 1351)은 회전 날개들 및 제1 집전자 핀(1211)과 함께 회전할 수 있다. 이에 회전 시에도 제1 내지 제5 날개 배선들(1310, 1320, 1330, 1340, 1350)과 제1 내지 제5 연결 배선들(1311, 1321, 1331, 1341, 1351)은 제1 집전자 핀(1211)과 연결을 유지할 수 있다.

마찬가지로, 도면에 미도시 되었으나, 제1 날개 태양 전지(1191)는 제6 날개 배선과 연결될 수 있다. 제2 날개 태양 전지(1192)는 제7 날개 배선과 연결될 수 있다. 제3 날개 태양 전지(1193)는 제8 날개 배선과 연결될 수 있다. 제4 날개 태양 전지(1194)는 제9 날개 배선과 연결될 수 있다. 제5 날개 태양 전지(1195)는 제10 날개 배선과 연결될 수 있다. 제6 날개 배선은 제6 연결 배선을 통해 제2 집전자 핀(1221)과 연결될 수 있다. 제7 날개 배선은 제6 연결 배선 및 제7 연결 배선을 통해 제2 집전자 핀(1221)과 연결될 수 있다. 제8 날개 배선은 제6 연결 배선, 제7 연결 배선 및 제8 연결 배선을 통해 제2 집전자 핀(1221)과 연결될 수 있다. 제9 날개 배선은 제9 연결 배선 및 제10 연결 배선을 통해 제2 집전자 핀(1221)과 연결될 수 있다. 제10 날개 배선은 제10 연결 배선을 통해 제2 집전자 핀(1221)과 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제6 내지 제10 날개 배선들과 제6 내지 제10 연결 배선들은 다양하게 배치될 수 있다. 제6 내지 제10 날개 배선들과 제6 내지 제10 연결 배선들은 회전 날개들 및 제2 집전자 핀(1221)과 함께 회전할 수 있다. 이에 회전 시에도 제6 내지 제10 날개 배선들과 제6 내지 제10 연결 배선들은 제2 집전자 핀(1211)과 연결을 유지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 내지 제5 날개 배선들(1310, 1320, 1330, 1340, 1350) 각각은 제1 내지 제5 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195) 각각의 하단에 연결될 수 있다. 제6 내지 제10 날개 배선들 각각은 제1 내지 제5 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195) 각각의 상단에 연결될 수 있다. 제1 내지 제5 날개 배선들(1310, 1320, 1330, 1340, 1350)은 제1 내지 제5 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195)의 제1 단자(예: 양극 또는 음극)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제6 내지 제10 날개 배선들은 제1 내지 제5 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195)의 제2 단자(예: 음극 또는 양극)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 내지 제5 날개 배선들(1310, 1320, 1330, 1340, 1350) 각각은 제6 내지 제10 날개 배선들 각각의 서로 반대 극 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상부 태양 전지(1270)는 제2 커버(1120)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 태양 전지(1270)는 풍력 발전과 관계없이 태양광이 있는 때는 언제든지 태양광 발전을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 발전 코일(1160)의 음극 단자에 연결된 제1 전송 배선 및 적어도 하나의 발전 코일(1160)의 양극 단자에 연결된 제2 전송 배선은 지지부(1200)를 통해 제어부에 연결될 수 있다. 제1 집전자(1210)는 복수의 날개 태양 전지(1190)의 음극 단자에 연결되고, 제1 집전자(1210)에 연결된 제3 전송 배선은 지지부(1200)를 통해 제어부에 연결될 수 있다. 제2 집전자(1220)는 복수의 날개 태양 전지(1190)의 양극 단자에 연결되고, 제2 집전자(1220)에 연결된 제4 전송 배선은 지지부(1200)를 통해 제어부에 연결될 수 있다. 상부 태양 전지(1270)의 음극 단자에 연결된 제5 전송 배선은 지지부(1200)를 통해 제어부에 연결될 수 있다. 상부 태양 전지(1270)의 양극 단자에 연결된 제6 전송 배선은 지지부(1200)를 통해 제어부에 연결될 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기에 있어서 회전 날개의 회전 메커니즘을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 제1 상태(2002a) 및 제2 상태(2002b)는 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)을 위에서 바라본(예: Z축 방향에서 바라본) 모습을 나타내는 것이다. 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)은 제1 상태(2002a)에서 제2 상태(2002b)로 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 상태(2002a)에서, (1)번 바람, (2)번 바람 및 (3)번 바람이 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)을 향하여 불어 올 수 있다. (1)번 바람은 제5 회전 날개(1185)의 제2 날개 부분을 밀 수 있다. (2)번 바람은 제2 회전 날개(1182)의 제1 날개 부분을 밀 수 있다. 이에, (1)번 바람에 의한 힘과 (2)번 바람에 의한 힘은 서로 상쇄될 수 있다. 한편, (3)번 바람은, 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)의 가상의 회전 축(SP)을 향하는 끝단들을 연결하여 가상의 원기둥 형상을 가지는 내부 공간(10)을 통과하여, 제3 회전 날개(1183) 및 제4 회전 날개(1184)를 밀 수 있다. (3)번 바람에 의한 힘에 의해 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)은 굵은 화살표 방향으로 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제2 상태(2002b)에서, (4)번 바람, (5)번 바람 및 (6)번 바람이 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)을 향하여 불어 올 수 있다. (4)번 바람은 제5 회전 날개(1185)의 제2 날개 부분을 밀 수 있다. (5)번 바람은 제2 회전 날개(1182)를 밀 수 있다. 이에, (4)번 바람에 의한 힘과 (5)번 바람에 의한 힘은 서로 상쇄될 수 있다. 한편, (6)번 바람은 내부 공간(10)을 통과하여 제3 회전 날개(1183) 및 제4 회전 날개(1184)를 밀 수 있다. (6)번 바람에 의한 힘에 의해 회전 날개들(1181, 1182, 1183, 1184, 1185)은 굵은 화살표 방향으로 계속 회전할 수 있다. 도 7에 도시된 메커니즘에 의해, 바람의 방향과 관계없이, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 풍력에 의한 전력을 생산할 수 있다.

도 8은 일 실시 예에 따른 상부 태양 전지, 날개 태양 전지 및 풍력 발전용 코일의 연결 관계를 나타내는 회로도이다. 도 8을 참조하면, 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195), 상부 태양 전지(1270) 및 풍력 발전부(1400)는 통합 양극 단자(1402)와 통합 음극 단자(1403)에 전기적으로 병렬로 연결될 수 있다. 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195)의 음극 단자는 제1 집전자(1210)에 연결되고, 제1 집전자(1210)는 통합 음극 단자(1403)에 전기적으로 연결될 수 있다. 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195)의 양극 단자는 제2 집전자(1220)에 연결되고, 제2 집전자(1220)는 통합 양극 단자(1403)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상부 태양 전지(1270)의 음극 단자는 통합 음극 단자(1403)에 연결될 수 있다. 상부 태양 전지(1270)의 양극 단자는 통합 양극 단자(1402)에 연결될 수 있다. 풍력 발전부(1400)의 음극 단자는 통합 음극 단자(1403)에 연결될 수 있다. 풍력 발전부(1400)의 양극 단자는 통합 양극 단자(1402)에 연결될 수 있다. 정류 소자(1401)(예: 다이오드)는 상부 태양 전지(1270)의 양극 단자와 풍력 발전부(1400)의 양극 단자 사이에 연결될 수 있다. 정류 소자(1401)는 풍력 발전부(1400)로부터 상부 태양 전지(1270) 및 날개 태양 전지들(1191, 1192, 1193, 1194, 1195)로 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

도 9는, 도 8의 풍력 발전부를 나타내는 회로도이다. 도 9를 참조하면, 적어도 하나의 발전 코일(1160)은 적어도 하나의 정류 회로를 통해 통합 양극 단자(1402) 및 통합 음극 단자(1403)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 발전 코일(1160)은 3상 방식으로 발전을 수행할 수 있다. 적어도 하나의 발전 코일(1160)은 제1 발전 코일(1161), 제2 발전 코일(1162), 제3 발전 코일(1163), 제4 발전 코일(1164), 제5 발전 코일(1165), 제6 발전 코일(1166), 제7 발전 코일(1167), 제8 발전 코일(1168) 및 제9 발전 코일(1169)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 발전 코일(1161), 제4 발전 코일(1164) 및 제7 발전 코일(1167)은 제1 상의 전류를 생성할 수 있다. 제2 발전 코일(1162), 제5 발전 코일(1165) 및 제8 발전 코일(1168)은 제2 상의 전류를 생성할 수 있다. 제3 발전 코일(1163), 제6 발전 코일(1166) 및 제9 발전 코일(1169)은 제3 상의 전류를 생성할 수 있다. 제1 발전 코일(1161), 제2 발전 코일(1162) 및 제3 발전 코일(1163)에서 생성된 전류는 제1 정류 회로(1410)를 통해 정류되어 출력될 수 있다. 제4 발전 코일(1164), 제5 발전 코일(1165) 및 제6 발전 코일(1166)에서 생성된 전류는 제2 정류 회로(1420)를 통해 정류되어 출력될 수 있다. 제7 발전 코일(1167), 제8 발전 코일(1168) 및 제9 발전 코일(1169)에서 생성된 전류는 제3 정류 회로(1430)를 통해 정류되어 출력될 수 있다.

도 10은 다양한 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기의 회전 날개 형상의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 제11 회전 날개(110), 제12 회전 날개(120), 제13 회전 날개(130), 제14 회전 날개(140) 및 제15 회전 날개(150)를 포함할 수 있다. 제11 회전 날개(110), 제12 회전 날개(120), 제13 회전 날개(130), 제14 회전 날개(140) 및 제15 회전 날개(150)는 가상의 원기둥 형상의 내부 공간(10)의 외곽에 방사형으로 배치될 수 있다. 제11 회전 날개(110), 제12 회전 날개(120), 제13 회전 날개(130), 제14 회전 날개(140) 및 제15 회전 날개(150)는 도 3의 복수의 회전 날개(1180)와 동일 또는 유사한 메커니즘으로 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제11 회전 날개(110)는 제1 날개 부분(111), 제2 날개 부분(112), 제3 날개 부분(113) 및 제4 날개 부분(114)을 포함할 수 있다. 제1 날개 부분(111)의 연장면은 가상의 회전 축(SP)을 지나고, 제1 날개 부분(111)은 제11 폭(W11)을 가질 수 있다. 제2 날개 부분(112)은 제1 날개 부분(111)과 지정된 각도를 이루도록 제1 날개 부분(111)으로부터 연장될 수 있다. 제2 날개 부분(112)은 제12 폭(W12)을 가질 수 있다. 제3 날개 부분(113)은 제2 날개 부분(112)과 제3 각도(R3)를 이루도록 제2 날개 부분(112)으로부터 연장될 수 있다. 제3 날개 부분(113)은 제13 폭(W13)을 가질 수 있다. 제4 날개 부분(114)은 제3 날개 부분(113)과 도 3의 제2 각도(R2)를 이루도록 제3 날개 부분(113)으로부터 연장될 수 있다. 제4 날개 부분(114)은 제14 폭(W14)(미도시)을 가질 수 있다. 일 예로, 제14 폭(W14)은 도 3의 제3 폭(W3)과 동일할 수 있다. 제1 날개 부분(111)의 연장면과 제3 날개 부분(113)이 만나는 부분은 도 3의 제1 각도(R1)를 이룰 수 있다. 제12 회전 날개(120), 제13 회전 날개(130), 제14 회전 날개(140) 및 제15 회전 날개(150)는 제11 회전 날개(110)와 동일한 구조를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 날개 태양 전지(예: 복수의 날개 태양 전지(1190))는 제11 회전 날개(110)의 제3 날개 부분(113)에 배치될 수 있다. 한편, 제11 회전 날개(110)는 제2 날개 부분(112)을 포함함으로 인해, 제13 폭(W13)은 도 3의 제2 폭(W2)보다 길어질 수 있다. 이에, 제11 회전 날개(110)에 배치되는 날개 태양 전지는 도 3의 제1 회전 날개(1181)에 배치되는 제1 날개 태양 전지(1191)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 따라서, 날개 태양 전지를 통해 발전량도 증가할 수 있다.

도 11은 다양한 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기의 회전 날개 형상의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 제21 회전 날개(210), 제22 회전 날개(220), 제23 회전 날개(230), 제24 회전 날개(240) 및 제25 회전 날개(250)를 포함할 수 있다. 제21 회전 날개(210), 제22 회전 날개(220), 제23 회전 날개(230), 제24 회전 날개(240) 및 제25 회전 날개(250)는 가상의 원기둥 형상의 내부 공간(10)의 외곽에 방사형으로 배치될 수 있다. 제21 회전 날개(210), 제22 회전 날개(220), 제23 회전 날개(230), 제24 회전 날개(240) 및 제25 회전 날개(250)는 도 3의 복수의 회전 날개(1180)와 동일 또는 유사한 메커니즘으로 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제21 회전 날개(210)는 제1 날개 부분(211), 제2 날개 부분(212) 및 제3 날개 부분(213)을 포함할 수 있다. 제1 날개 부분(211)의 양끝단을 연결한 가상의 연장면은 가상의 회전 축(SP)을 지나고, 제1 날개 부분(211)은 제11 폭(W11)을 가진 곡면 형상을 가질 수 있다. 제2 날개 부분(212)은 제1 날개 부분(211)과 지정된 각도를 이루도록 제1 날개 부분(211)으로부터 연장될 수 있다. 제1 날개 부분(211)의 양끝단을 연결한 가상의 연장면과 제2 날개 부분(112)은 도 3의 제1 각도(R1)를 이룰 수 있다. 제2 날개 부분(212)은 제22 폭(W22)을 가질 수 있다. 일 예로, 제22 폭(W22)은 도 3의 제2 폭(W2)과 동일하게 설정될 수 있다. 제3 날개 부분(213)은 제2 날개 부분(212)과 도 3의 제2 각도(R2)를 이루도록 제2 날개 부분(212)으로부터 연장될 수 있다. 제3 날개 부분(213)은 제23 폭(W23)(미도시)을 가질 수 있다. 일 예로, 제23 폭(W23)은 도 3의 제3 폭(W3)과 동일할 수 있다. 제22 회전 날개(220), 제23 회전 날개(230), 제24 회전 날개(240) 및 제25 회전 날개(250)는 제21 회전 날개(210)와 동일한 구조를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제21 회전 날개(210)의 제1 날개 부분(211)은 곡면 형상을 가질 수 있다. 이에, 제21 회전 날개(210)는 도 3의 제1 회전 날개(1181)보다 외부에서 불어온 바람을 내부 공간(10)으로 보낼 수 있다. 또한, 제21 회전 날개(210)는 내부 공간(10)에서 나온 바람을 이용하여 도 3의 제1 회전 날개(1181)보다 더 큰 회전력을 발생시킬 수 있다.

도 12는 일 실시 예에 따른 하이브리드 풍력 발전기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 13은 일 실시 예에 따른 무풍 상황 시 하이브리드 풍력 발전기의 운용 방법을 나타내는 도면이다.

도 12를 참조하면, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 복수의 날개 태양 전지(1190), 상부 태양 전지(1270), 풍력 발전부(1400), 기울기 조절부(1500), 풍속 감지부(1600) 또는 제어부(1700)를 포함할 수 있다. 또한, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 선택적으로 축전부(1800)를 더 포함할 수 있다. 다만, 도 12는 예시적인 것으로, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 도 2의 구성들 또는 추가적인 구성들을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 풍력 발전부(1400)는 바람이 있는 경우 도 2의 복수의 회전 날개(1180)의 회전에 의해 적어도 하나의 발전 코일(1160)을 통해 전력을 생산할 수 있다. 일 예로, 풍력 발전부(1400)는 6V 내지 42V의 전압을 가지는 전력을 생산할 수 있다. 상부 태양 전지(1270)는 고정된 상태로 태양광에 의해 전력을 생산할 수 있다. 복수의 날개 태양 전지(1190)는 복수의 회전 날개(1180)에 부착되어 회전하면서 태양광에 의해 전력을 생산할 수 있다. 일 예로, 도 3과 같이 5개의 회전 날개들 및 날개 태양 전지들을 포함하는 경우, 복수의 회전 날개(1180)의 회전 시, 복수의 날개 태양 전지(1190) 중 2개 내지 3개의 날개 태양 전지들은 번갈아가면서 지속적으로 발전을 수행할 수 있다. 상부 태양 전지(1270) 또는 복수의 날개 태양 전지(1190)는 9V 내지 24V의 전압을 가지는 전력을 생산할 수 있다. 풍력 발전부(1400), 상부 태양 전지(1270) 또는 복수의 날개 태양 전지(1190)에 의해 생산된 전력은 제어부(1700)를 통해 출력될 수 있다. 제어부(1700)는 생산된 전력을 외부 장치들로 출력할 수 있다. 또는 제어부(1700)는 생산된 전력을 축전부(1800)에 저장할 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 기울기 조절부(1500)는 제1 지지대(1510), 제2 지지대(1520) 및 연결 부재(1530)를 포함할 수 있다. 제1 지지대(1510)는 도 2의 지지부(1200)에 나란히 결합될 수 있다. 제2 지지대(1520)는 지상에 수직으로 세워져 360도를 회전하도록 구성될 수 있다. 연결 부재(1530)의 밑면은 제2 지지대(1520)의 상단에 고정될 수 있다. 제1 지지대(1510)의 하단은 연결 부재(1530)에 회전 축(1531)을 중심으로 일부 회전하도록 연결될 수 있다. 다른 예로, 제1 지지대(1510)의 상단이 도 2의 제1 커버(1110)의 하단에 고정될 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 풍속 감지부(1600)는 현재 풍속을 감지하여 제어부(1700)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 풍속 감지부(1600)는 풍력 발전부(1400)로부터 적어도 하나의 자석(1150)의 회전 속도를 측정할 수 있다. 일 예로, 풍속 감지부(1600)는 홀(hall) 센서를 포함할 수 있다. 또는 풍속 감지부(1600)는 풍력 발전부(1400)의 생산 전력량을 측정할 수 있다. 풍속 감지부(1600)는 풍력 발전부(1400)의 생산 전력량에 기초하여 현재 풍속을 계산할 수 있다. 제어부(1700)는 풍속 감지부(1600)로부터 수신한 현재 풍속이 기준 풍속보다 작은 경우, 제어부(1700)는 기울기 조절부(1500)를 제어하여 상부 태양 전지(1270) 및 복수의 날개 태양 전지(1190)의 기울기를 태양의 고도에 맞춰 조절할 수 있다. 일 예로, 제어부(1700)는 날짜별 태양 고도 데이터를 저장할 수 있다. 현재 풍속이 기준 풍속보다 큰 경우, 제어부(1700)는 제1 지지대(1510)와 제2 지지대(1520)가 평행하도록 기울기 조절부(1500)를 제어할 수 있다. 현재 풍속이 기준 풍속보다 작은 경우, 제어부(1700)는 날짜별 태양 고도 데이터에 기초하여 제1 지지대(1510)와 제2 지지대(1520)를 회전하여 현재 태양 고도에 맞도록 기울기 조절부(1500)를 제어할 수 있다. 이에, 하이브리드 풍력 발전기(1000)는 바람이 강한 날에는 풍력 발전을 주력으로 수행하고, 바람이 약한 날에는 태양광 발전을 주력으로 수행할 수 있다.

상술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술한 실시 예들 이외에도, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

1000: 하이브리드 풍력 발전기
1110: 제1 커버 1120: 제2 커버
1130: 제1 회전판 1140: 제2 회전판
1150: 적어도 하나의 자석
1160: 적어도 하나의 발전 코일
1170: 상부 고정판
1180: 복수의 회전 날개
1190: 복수의 날개 태양 전지
1200: 지지부
1210: 제1 집전자 1220: 제2 집전자
1230: 제1 베어링 1240: 제2 베어링
1250: 제1 베어링 하우징 1260: 제2 베어링 하우징
1270: 상부 태양 전지

Claims

가상의 회전 축을 중심으로 회전하는 제1 회전판;
상기 제1 회전판의 상부에 배치되며, 상기 가상의 회전 축을 중심으로 회전하는 제2 회전판;
상기 제1 회전판의 하부에 배치되며, 상기 제1 회전판의 외곽 형상에 대응하는 제1 내부 테두리를 포함하는 제1 커버;
상기 제2 회전판의 상부에 배치되며, 상기 제2 회전판의 외곽 형상에 대응하는 제2 내부 테두리를 포함하는 제2 커버;
상기 제2 커버와 상기 제2 회전판 사이에 배치되며, 상기 제2 내부 테두리 내에 고정되는 상부 고정판;
상기 상부 고정판 하부에 고정되는 적어도 하나의 발전 코일;
상기 제2 회전판 상부에 고정되며, 상기 적어도 하나의 발전 코일과 상하로 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 자석;
상기 제1 회전판과 상기 제2 회전판 사이에 상기 회전 축을 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 회전 날개;
상기 복수의 회전 날개 각각의 일부에 배치되는 복수의 날개 태양 전지;
상기 복수의 날개 태양 전지 각각의 음극 단자에 전기적으로 병렬로 연결되는 제1 집전자; 및
상기 복수의 날개 태양 전지 각각의 양극 단자에 전기적으로 병렬로 연결되는 제2 집전자를 포함하되,
상기 복수의 회전 날개 각각은 지정된 각도를 이루며 꺽인 적어도 한 부분을 포함하는 하이브리드 풍력 발전기.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 회전 날개 각각은,
상기 가상의 회전 축에 인접한 제1 날개 부분; 및
상기 제1 날개 부분과 제1 각도를 이루도록 상기 제1 날개 부분으로부터 상기 가상의 회전 축으로부터 멀어지도록 연장되는 제2 날개 부분을 포함하고,
상기 복수의 날개 태양 전지 각각은 상기 제2 날개 부분에 배치되는 하이브리드 풍력 발전기.
제2 항에 있어서,
상기 제1 날개 부분의 가상의 연장면이 상기 가상의 회전 축과 만나도록, 상기 제1 날개 부분은 배치되는 하이브리드 풍력 발전기.
제2 항에 있어서,
상기 복수의 회전 날개 각각은, 상기 제2 날개 부분과 제2 각도를 이루도록 상기 제2 날개 부분으로부터 연장되는 제3 날개 부분을 더 포함하는 하이브리드 풍력 발전기.