KR200491819Y1 - 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치 - Google Patents

전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치 Download PDF

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Abstract

전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 제공된다. 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부, 상기 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고 접지를 제공받는 저장부를 포함하되, 상기 전력 수송 장치는, 지면(ground)에서 위로(upwardly) 연장하는 메인 바디(main body), 및 상기 메인 바디에서 옆으로 연장하는 암(arm)을 포함하고, 상기 전자파-전류 변환부는 상기 암에 연결되는 것을 포함할 수 있다.

Description

전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{Energy Conversion and Storage Device Using Electromagnetic Wave Generated From Power Transmission Apparatus}
본 고안은 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환하고 정류하여 저장하는 에너지 변환 및 저장 장치에 관련된 것이다.
화석 연료의 고갈로 대체 에너지를 개발하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 현재 각광받는 대체 에너지로는 원자력 에너지, 태양광 에너지, 풍력 에너지 및 조력 에너지 등이 있다. 원자력 에너지의 경우 방사능 폐기물의 처리와 원자력 발전소의 건설에 막대한 비용이 소모되는 단점이 있으며, 태양광 에너지의 경우 발전 효율이 투자 비용에 못 미치고 있으며, 풍력/조력 에너지의 경우 발전소의 설치 가능한 장소가 한정적이라는 단점이 있다.
이에 대한 대안으로, 특허 공개 공부 10-2011-0003455에서 개시된 것과 같이 전자파를 이용한 유도 발전기 등, TV, 컴퓨터 등 각종 전자 기기에서 발생하는 전자기파를 에너지원으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 고안이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 전자기파를 이용한 고효율의 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 고안이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 고신뢰성의 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 고안이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 전력 수송 장치에서 발생되는 전자기파를 효율적으로 흡수하여 전기 에너지로 저장하는 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 고안은 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부, 상기 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고 접지를 제공받는 저장부를 포함하되, 상기 전력 수송 장치는, 지면(ground)에서 위로(upwardly) 연장하는 메인 바디(main body), 및 상기 메인 바디에서 옆으로 연장하는 암(arm)을 포함하고, 상기 전자파-전류 변환부는 상기 암에 장착되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 수송 장치는, 송전탑을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부는, 전도성 물질로 형성된 파이버(fiber) 형태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부는, 전도성 물질로 형성된 매쉬(mesh) 형태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부는, 전도성 물질로 형성된 판(sheet) 형태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭되어 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 정류부는, 상기 교류 전류 전류가 입력되는 제1 노드, 상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드, 상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드, 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애노드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드, 및 상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 저장부는, 상기 제2 다이오드의 상기 캐소드 및 상기 제4 다이오드의 상기 캐소드와 연결된 일단, 및 상기 제1 다이오드의 애노드 및 상기 제3 다이오드의 애노드와 연결된 타단을 갖는 커패시터를 포함하는 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치와 인접하게 배치되어 상기 전력 수송 장치에서 발생되는 전자기파를 교류 전류로 변환하고, 전도성 물질로 형성된 전자파-전류 변환부를 포함하되, 상기 전력 수송 장치는, 지면(ground)에서 위로(upwardly) 연장하는 메인 바디(main body), 및 상기 메인 바디에서 옆으로 연장하는 암(arm)을 포함하고, 상기 전자파-전류 변환부는 상기 암에 연결되는 것을 포함할 수 있다.
본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치에서 발생되는 전자기파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부, 상기 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하는 저장부를 포함한다. 이로 인해, 전자기파를 이용한 고효율의 에너지 변환 및 저장 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전자파-전류 변환부는 상기 전력 수송 장치의 암에 설치될 있다. 이에 따라, 상기 전자파-전류 변환부가 상기 전류 수송 장치에 용이하고 안전하게 설치될 수 있다.
도 1 은 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 전력 수송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치와 전력 수송 장치의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 고안의 제1 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 고안의 제2 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 고안의 제3 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 고안의 제4 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 고안의 제5 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 고안의 제6 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 11b는 본 고안의 제7 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 고안의 제8 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 고안의 제9 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 정류부 및 저장부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 15는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 고안의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 고안의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1 은 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전자파-전류 변환부(110), 정류부(120), 및 저장부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(110)는 상기 전력 수송 장치(100)에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수송 장치(100)는, 송전탑, 및/또는 송전탑들 사이에 연결하는 전력 수송선을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110)는 전도성 물질로 형성된, 파이버(fiber), 메쉬(mesh), 또는 판(sheet) 형태일 수 있다. 상기 전도성 물질은 금속(예를 들어, 알루미늄, 철 등), 또는 전도성 고분자 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 교류 전류는, 상기 전력 수송 장치(100)에서 발생된 전자기파가 전도성 물체(상기 전자파-전류 변환부(110))에 닿아 생성된 표면 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체(상기 전자파-전류 변환부(110))의 표면을 따라 흐를 수 있다. 예를 들어, 상기 교류 전류는, 송전탑 및/또는 전력 수송선에서 발생된 전자기파가 표면 전류로 변환된 접지로 흘러가는 전류일 수 있다.
상기 정류부(120)는 상기 전자파-전류 변환부(110)에서 변환된 교류 전류를 정류할 수 있다. 상기 정류부(120)는 상기 정류된 교류 전류를 상기 저장부(130)로 전달할 수 있다. 상기 저장부(130)는 접지부(140)로부터 접지를 제공받고, 상기 정류된 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 전자기파가 수신될 수 있다.(S110) 상기 전자기파는 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 전력 수송 장치(예를 들어, 송전탑, 전력 수송선 등)에서 발생된 것을 포함할 수 있다. 상기 전자기파는 교류 전류로 변환될 수 있다.(S120) 본 고안의 일 실시 예에 따르면, 상기 전력 수송 장치에서 발생된 상기 전자기파는 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110)에 의해 교류 전류로 변환될 수 있다. 상기 전자기파가 변환된 상기 교류 전류는 도 1을 참조하여 설명된 상기 정류부(120)에 의해 정류될 수 있다.(S130) 상기 정류된 교류 전류가 도1을 참조하여 설명된 상기 저장부(130)에 저장될 수 있다.(S140)
도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 전력 수송 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치와 전력 수송 장치의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전력 수송 장치(102)는, 지면(ground)에서 위로(upwardly) 연장하는 메인 바디(main body, 102a), 및 상기 메인 바디에서 옆으로(laterally) 연장하는 암(arm, 102b)을 포함할 수 있다. 상기 암(102b)은 절연될 수 있다. 다시 말하면, 상기 전력 수송 장치(102)에서 상기 암(102b)은 전기적으로, 구조적으로, 다른 구조물들을 설치하기에 안정적인 부분일 수 있다.
본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 장치의 전자파-전류 변환부(110)는 상기 전력 수송 장치(102)의 상기 암(102b)에 장착될 수 있다. 다시 말하면, 상기 암(102b)은 복수의 모서리로 구성된 다면체일 수 있다. 상기 암(102b)의 형태 및 모양은 도 3 및 도 4, 그리고, 후술되는 도 5 내지 도 13에 도시된 바와 달리, 다양한 형태로 제공될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 상기 암(102b)의 closed 모서리들에 의해 면이 정의될 수 있고, 본 출원일을 기준으로 당업자에게 자명한 다양한 방법으로, 상기 전자파-전류 변환부(110)가, 상기 암(102b)의 모서리 및 면 상에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 전자파-전류 변환부(110)가 상기 전력 수송 장치(102)에 안정적으로 용이하게 설치될 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 전력 수송 장치(102)는 송전탑, 및/또는 전력 수송선을 포함할 수 있고, 상기 전자파-전류 변환부(110)는 상기 전력 수송 장치(102)에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환할 수 있도록, 상기 전력 수송 장치(102)의 상기 암(102b)에 장착될 수 있다. 이하, 본 고안의 다양한 실시 예들에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부가 설명된다.
도 5는 본 고안의 제1 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 고안의 제1 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110a)는 파이버 형태로, 상기 암(102b)의 모서리를 따라서 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 암(102b)이 복수의 모서리를 갖고, 상기 모서리들의 접점에 지지 기둥(102c)이 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 전자파-전류 변환부(110a)는 상기 지지 기둥(102c)에 지지되면서, 상기 암(102b)의 상기 모서리를 따라서 루프(loop) 형태로 제공될 수 있다.
도 5에서는 상기 암(102b)의 일면의 모서리를 따라서 상기 전자파-전류 변환부(110a)가 제공되는 것으로 도시되었으나, 본 고안의 제1 실시 예의 다양한 변형 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110a)는 상기 암(102a)의 전체 모서리, 또는 모서리 중의 적어도 일부를 따라서 제공될 수 있는 것은 당업자에게 자명하다. 또한, 상기 전자파-전류 변환부(110a)가 상기 지지 기둥(102c)에 의해 고정되는 것으로 도시되었으나, 상기 전자파-전류 변환부(110a)가 상기 암(102b)에 설치되는 방법은 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 6은 본 고안의 제2 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 고안의 제2 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110b)는, 상기 암(102b)의 일면을 덮는 매쉬 형태로 제공될 수 있다. 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110b)가 상기 암(102b)의 일면을 덮는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 본 고안의 제2 실시 예의 다양한 변형 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110b)는, 상기 암(102b)의 전체 면 또는 복수의 면을 덮을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 7은 본 고안의 제3 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 고안의 제3 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110c)는, 상기 암(102b)의 일면 상에 제공되되, 복수의 방향으로 복수회 굽어진(bended) 파이버 형태로 제공될 수 있다. 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110c)가 상기 암(102b)의 일면을 덮는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 본 고안의 제3 실시 예의 다양한 변형 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110c)는, 상기 암(102b)의 전체 면 또는 복수의 면을 덮을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기 전자파-전류 변환부(110c)가 각도를 가지고 굽어진 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 나선형으로 굽어진 형태로, 상기 암(102b)의 일면 상에 배치될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 8은 본 고안의 제4 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 고안의 제4 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110d)는, 상기 암(102b)의 모서리 상에 제공된 지지 기둥(102c)을 이용하여, 지그재그 모양으로, 상기 암(102b)의 일면 상에 파이버 형태로 제공될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110d)가 상기 암(102b)의 일면을 덮는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 본 고안의 제4 실시 예의 다양한 변형 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110d)는, 상기 암(102b)의 전체 면 또는 복수의 면을 덮을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 9는 본 고안의 제5 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9을 참조하면, 본 고안의 제5 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110e)는, 상기 암(102b)의 꼭지점에 제공된 지지 기둥(102c)과 이에 대응하는 모서리 상에 제공된 지지 기둥(102c)에 의해 고정되어, 상기 암(102b)의 일면 상에 파이버 형태로 제공될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110e)가 상기 암(102b)의 일면을 덮는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 본 고안의 제5 실시 예의 다양한 변형 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110e)는, 상기 암(102b)의 전체 면 또는 복수의 면을 덮을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 10은 본 고안의 제6 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 고안의 제6 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110f)는, 상기 암(102b)의 꼭지점에 제공된 지지 기둥(102c)에 의해 지지되는 판(sheet) 형태로 제공될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110f)가 상기 암(102b)의 일면을 덮는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 본 고안의 제6 실시 예의 다양한 변형 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110f)는, 상기 암(102b)의 전체 면, 복수의 면을 덮거나, 또는, 일 면의 일부를 덮을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 11a 및 도 11b는 본 고안의 제7 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 고안의 제7 실시 예이 따른 전자파-전류 변환부(110g)는 서로 이격된 상기 암(102b)들 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도 11a에 도시된 바와 같이, 아래 위로 이격된 상기 암(102b)들 사이에 상기 전자파-전류 변환부(110g)가 파이버 형태로 제공될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 도 11b에 도시된 바와 같이, 옆으로 이격된 상기 암(102b)들 사이에 상기 전자파-전류 변환부(110g)가 파이버 형태로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 전자파-전류 변환부(110g)의 일단은 어느 하나의 상기 암(102b)에 고정되고, 상기 전자파-전류 변환부(110g)의 타단은 다른 하나의 상기 암(102b)에 고정될 수 있다.
도 12는 본 고안의 제8 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 고안의 제8 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110h)는, 상기 암(102b)을 둘러싸는 파이버 형태로 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 전자파-전류 변환부(110h)는 상기 암(102b)의 외부를 임의의 간격으로 감싸는 형태로 제공될 수 있다.
도 13은 본 고안의 제9 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 고안의 제8 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부(110i)는 파이버 형태로 상기 암(102b)의 모서리를 따라 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 전자파-전류 변환부(110i)는 상기 암(102b)의 모서리 상에 배치될 수 있다. 또는, 도 13에 도시된 바와 달리, 상기 전자파-전류 변환부(110i)는 상기 암(102b)의 모서리에 감기는 형태로 제공될 수 있다.
또한, 본 고안의 제9 실시 예의 다양한 변형 예들에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(102i)가 상기 암(102b)의 모든 모서리에 제공되거나, 또는 적어도 어느 하나의 모서리에 제공될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 5 내지 도 13을 참조하여, 본 고안의 실시 예에 따른 전자파-전류 변환부가 전력 수송 장치의 암에 장착되는 다양한 실시 예들이 설명되었다. 도 5 내지 도 13을 참조하여 설명된 다양한 실시 예들이 서로 조합되어, 전력 수송 장치의 암에 상기 전자파-전류 변환부가 장착될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 정류부 및 저장부의 구체적인 구성에 대한 실시 예가 도 14를 참조하여 설명된다.
도 14는 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 정류부 및 저장부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 14를 참조하면, 본 고안의 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전자파-전류 변환부(112), 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)를 포함하는 정류부, 및 상기 다이오드들(121, 122, 123, 124)과 연결된 커패시터(132)를 포함하는 저장부를 포함할 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(112)는 도1, 및 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명된 전자파-전류 변환부들에 대응할 수 있다. 상기 전자파-전류 변환부(112)는 도 1, 및 도 3 내지 7을 참조하여 설명된 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환 될 수 있다. 상기 교류 전류는 제1 노드(N1)로 유입될 수 있다.
상기 제1 다이오드(121)의 캐소드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(122)의 애노드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(122)의 캐소드는 상기 커패시터(132)의 일단(132a)에 연결될 수 있다. 상기 제1 다이오드(121)의 애노드는 상기 커패시터(132b)의 타단(132b)에 연결될 수 있다.
상기 제3 다이오드(123)의 애노드는 상기 제1 다이오드(121)의 상기 애노드와 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(123)의 캐소드는 접지부(142)와 연결되어, 상기 제3 다이오드(123)의 상기 캐소드에 접지가 제공될 수 있다.
상기 제4 다이오드(124)의 캐소드는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)과 연결될 수 있다. 상기 제4 다이오드(124)의 애노드는 상기 접지부(142)와 연결되어, 상기 제4 다이오드(124)의 상기 애노드에 접지가 제공될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)은 상기 전자파-전류 변환부(112)에서 변환된 교류 전류를 정류하여, 상기 커패시터(132)로 전달할 수 있다. 상기 커패시터(132)는 상기 정류된 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
구체적으로, 상기 교류 전류 중 (+) 극성을 갖는 교류 전류는 상기 제2 다이오드(122)를 통과하여 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 저장되고, 상기 커패시터(132)에 (+) 극성을 갖는 교류 전류가 저장되는 동안 상기 제3 다이오드(123) 및 상기 접지부(142)는 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공할 수 있다.
상기 교류 전류 중 (-) 극성을 갖는 교류 전류는 상기 제1 다이오드(121)을 통과하여 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 저장되고, 상기 커패시터(132)에 (-)극성을 갖는 교류 전류가 저장되는 동안 상기 제4 다이오드(124) 및 상기 접지부(142)는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(121~124) 및 상기 접지부(142)는, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공되고, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b) 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭(switching)되어 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지가 제공될 수 있다.
상기 접지부(142)는 도 1, 및 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명된 접지부들에 대응할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 접지부(142)는 탄소 접지봉일 수 있다. 상기 접지부(142)는 상기 정류부를 구성하는 상기 제3 및 제4 다이오드들(123, 124)와 직접적으로(directly) 연결되고, 상기 저장부(132)와 직접적으로 연결되지 않을 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 접지주(142)는, 전력 수송 장치(예를 들어, 송전탑)의 접지를 이용하여 구성될 수 있다.
도 14를 참조하여 설명된 것과 달리, 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 커패시터의 양단과 연결된 추가 회로를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 15을 참조하여 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 15는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 도 14를 참조하여 설명된 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124), 커패시터(132), 및 접지부(142)가 제공된다. 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b)과 연결된 추가 회로(150)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 전기 접점 스위치를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 커패시터(132)의 양단들(132a, 132b)에 저장된 전기 에너지가 일정 수준이상 충전 되는 경우, 상기 전기 접점 스위치가 닫혀 방전 될 수 있다. 이로 인해, 본 고안의 실시 예에 따른 에너지 변환 및 저장 장치가 과 충전으로부터 보호될 수 있다.
상술된 실시 예와는 달리, 상기 추가 회로(150)는 증폭 회로를 포함할 일 수 있다. 이 경우, 상기 증폭 회로는 상기 커패시터(132)의 상기 양단들(132a, 132b)에 저장된 전기 에너지를 증폭하여 다른 장치로 제공할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 상기 전기 접점 스위치와 상기 증폭 회로를 모두 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 타이머 및 전력 전달 소자를 포함할 수 있다. 상기 추가 회로(150)의 상기 타이머 및 전력 전달 소자에 의해, 기준 시간이 경과할 때마다, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지가 다른 전력 소비/수송 장치로 전달될 수 있다. 이와는 달리, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 상기 기준 시간마다 전력 저장 설비로 전달될 수 있다. 상기 기준 시간은 전자기파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(132)는 스위치 및 전력 전달 소자를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 전기 접점 스위치 일 수 있다. 상기 전기 접점 스위치는 진공관 내에 배치될 수 있다. 상기 스위치는 상기 커패시터(132)의 양단들(132a, 132b)에 연결되어, 상기 커패시터(132)에 저장된 전압이 기준 전압 이상이 되면, 닫힐 수 있다. 상기 스위치가 닫히는 경우, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는, 상기 전력 전달 소자에 의해, 전기를 필요로 하는 다른 장치로 전달될 수 있다. 이와는 달리, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 상기 기준 시간마다 전력 저장 설비로 전달될 수 있다.
이상, 본 고안을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100, 102: 전력 수송 장치
102a: 메인 바디
102b: 암
102c: 지지 기둥
110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 112: 전자파-전류 변환부
120: 정류부
130: 저장부
140: 접지부
121, 122, 123, 124: 제1 내지 제4 다이오드
132: 커패시터
150: 추가회로

Claims (3)

  1. 송전탑에서 발생된 전자기파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부;
    상기 교류 전류를 정류하는 정류부; 및
    상기 정류된 교류 전류를 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함하되,
    상기 송전탑은, 지면(ground)에서 위로 연장하는 메인 바디(main body), 및 상기 메인 바디에서 옆으로 연장하는 암(arm)을 포함하고,
    상기 전자파-전류 변환부는, 상기 암에 연결되되,
    상기 암은, 상대적으로 길이가 긴 제1 및 제2 모서리, 및 상대적으로 길이가 짧고 상기 제1 및 제2 모서리를 연결하는 제3 모서리를 포함하고,
    상기 제1 모서리 및 상기 제2 모서리 상에 제1 지지 기둥들 및 제2 지지 기둥들이 각각 제공되고,
    상기 전자파-전류 변환부는, 전도성 물질로 형성된 파이버(fiber) 형태로 제공되고,
    파이버 형태의 상기 전자파-전류 변환부는, 상기 제1 지지 기둥들 및 상기 제2 지지 기둥들에 교차로 지지되어, 상기 암에 고정되되,
    파이버 형태의 상기 전자파-전류 변환부는, 상기 암에 인접하되 상기 암과 접촉하지 않는 것을 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 모서리 및 상기 제2 모서리의 접점으로부터 상기 제1 지지 기둥들 사이의 거리들, 및 상기 접점으로부터 상기 제2 지지 기둥들 사이의 거리들은 서로 다른 것을 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.



  3. 삭제
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