KR20050018764A - 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치 - Google Patents

태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치

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KR20050018764A
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Abstract

본 발명은 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양 전지판을 철탑으로 구성된 타워의 남쪽면에 다층으로 장치하여 여러 칸에 설치한 것과, 본 시설을 복합적으로 이용하여 기본의 철탑 위에 어느 방향에서든 부는 많은 바람을 통속으로 모아서 (회오리)소용돌이가 되게 하여 강한 바람이 팬을 회전하도록 하여 풍력 발전을 하고 또 그 상층부에 태양광 추적형 발전을 할 수 있게 한 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 남쪽을 향하게 기초 시설 (11)철탑을 (12)후면철탑과 동시에 견고하게 시설하여 (13)철탑 샤프트 상·하에 (14)(14-1)심부를 장착하여 (11)철탑 상·하의 복스에 조립하고 (15)샤프트 기어를 다수로 연결되게 장치하여 그 한 축에 (47)모터를 장치하여 태양의 위치에 따라 좌·우로 조절되게 하여 (33-1)광판부 (도4a의 내부 동작도 참조)에 태양광 전지를 장치하고, 태양의 위치에 따라 상·하로 움직이게 (27)편부에 (33)광판부를 조립하며 이를 지지할 수 있도록 (27)(27-1)편부를 고정시키고 위측으로 (28)(28-1)편부를 고정시켜 여기에 (29)샤프트 기어를 (30)핀으로 고정하고, (31)웜기어를 (32)모터가 상·하로 (33-1)움직여 태양을 상하좌우로 추적하게 한 것과 이렇게 된 기본 시설의 (12)후면 철탑 위에 다층으로 (17)풍력 구조부를 설치하여 다수의 (18)(바람)풍력 회오리 박스의 넓은 (19)풍력구로 사방 어느 곳으로든 부는 방향으로 추적하어 바람이 들어오면서 방향으로 회오리치게 된 바람이 (38)부로와 팬을 회전 시켜 (40)샤프트와 (39)복스를 (43)조립구에 볼트로 조립하고 (41)팬기어는 (42)증속기어로 증속되고 (35)발전기를 회전시키며 이 때 바람이 강할 때는 회전 속도 감지를 하는 (34)자동 조절 연결 장치에 의해 (35)발전기 접속을 조절 또는 (35)보조 발전기가 풍력 발전을 하게 하였으며, 또한 그 위에다 태양광 발전 시설 또는 풍력 시설을 설치하게 된다.
한편, (21)구조물 타워에 (22)볼트로 조립하고 (23)샤프트 위의 (24)지지부 위에 (25)중간틀을 조립하고 (25)중간틀에 (33)광판부를 조립하여 태양전지판이 태양의 정면을 추적하기 위해 센서에 의해 (32a)모터가 상하 조절되고 (45)모터의 좌·우를 조절하여 태양을 추적하여 최적의 태양광 발전을 한 후, (36)전력 조정 장치에서 정제된 전기를 (37)축전이나 전원 공급을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치{Hybrid Generation Systems using Solar and Wind Energy}
본 발명은 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 대체 에너지를 사계절에 관계없이 많이 구하고자, 같은 시설에 구조장치를 추가하여 철탑의 남쪽 방향으로 철탑 샤프트를 가로로 다수를 장치하고, 좌·우의 태양광 추적은 다수의 열이 동시에 샤프트 기어를 통해 모터가 태양광 추적센서에 의해 좌·우로 동작하게 되며, 태양광 전지의 상·하 조절은 각각에 붙은 모터에 의해 조절하게 되어, 태양광에 의해 최대한 발전을 하게 되고, 발전된 전원은 전력조정장치에서 정제되어 축전이나 전원 공급을 하게 되며, 바람이 불면 태양광 발전은 그대로 발전이 되고, 바람을 받는 바람회오리박스는 외경은 넓고 내경은 방향으로 회전하도록(도 3b (18)참조)하여 좁혀진 곳으로 바람이 강하게 모아져 회오리치면서 중앙에 장치된 부로와 팬을 강하게 회전하게 하고 연결된 축에 발전기를 회전의 강약에 따라 자동 조절 장치에 의해 보조 발전기를 작동케 해 바람에 의한 풍력 발전을 하여 전력 조정장치를 거쳐 축전이나 전원 공급을 할 수 있도록 구성되었다. 그러나 상기와 같은 종전의 태양광 발전은 한 개의 시설과 시스템을 이용한 추적형 태양광 발전 시설을 설치하는데 막대한 면적과 경비가 들었으며 풍력 발전 시설은 별개로 발전하게 되어, 기초시설 각각의 면적과 시설 경비가 많이 들고 같은 기초 시설을 이용하여 태양광, 풍력 및 파력 등의 복합 발전을 하는 방법이 없어, 한 기당 설치비가 많이 들고 자연 상태에 따라 효율이 떨어져 대체에너지에 의한 전기 생산을 다목적으로 해결하는데 별다른 수단을 제공하지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자연의 상태를 최대한 이용하기 위해 기본 기초 시설물을 같이 이용하여 막대한 설치 경비를 절감하게되고, 철탑의 남쪽 방향의 샤프트에 태양 전지판을 다층으로 다수의 칸에 설치한 것을 태양광 추적형 센서에 의해 좌·우로 움직여 최대량을 받게 되며, 상·하 추적은 태양 전지판 각각의 모터에 의해 움직이게 하였으며, 상하좌우로 태양광 전지판이 조사받게 되어 발전된 태양전기는 전력 조정 장치에서 정제하여 축전 또는 전원 공급을 하게 된다.
동시에 태양광 시설 철탑과 후면 철탑 위의 철 구조부에 바람이 받는 쪽의 넓은 면을 점점 좁아지게 하면서 방향으로 굽어지게 해, 들어온 바람에 의해 회오리가 생성되며, 이렇게 구성된 날개에 의해 발생한 풍력은 중앙에 설치된 부로와 팬을 회전시키고 발전기 및 보조 발전기를 바람의 강약에 따라 자동 조정 장치가 보조발전기에 분배 연결하게 되어 적절한 가동으로 발전이 되고, 발생된 전기는 전력 조정 장치에서 정제되어 축전이나 전원공급을 하도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 사시도이고 도 2는 본 발명의 추적형 태양광 발전기초시설을 겸한 구성과 동작 일 실시예의 남쪽에서 본 정면도이고, 도 3a와 도 3b는 풍력 발전 구조의 이 실시예 설명도이며, 도 4a와 도 4b는 상층의 태양광 추적형 시설 삼실시예 구성도이고, 도 5는 본 발명의 기초시설을 이용한 바닷가에서 복합 발전을 할 때의 사 실시예를 보인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 철재, 태양광 발전기, 발전기, 부로와 팬, 자동 연결 동작 장치, 베어링, 전력 조정 장치, 축전지 등으로 구성되며, 철재로 철탑을 제작하여 도 2와 같이 설치하여 (11)철탑과 (12)후면 철탑 등으로 거리에 따라 다수의 기둥을 설치하고, 샤프트 또는 장축일 때는 (13)철샤프트의 상·하에 (14)(14-1)축을 복스에 삽입 장착하여 베어링 등으로 조립하고, 이렇게 된 (13)철탑 샤프트에 도 4a의 (25)지지 중간틀을 장착하고 (27)(27-1)편부를 장치하고, 위측 (28)(28-1)편부도 장착하여 (33)광판부에 (88)태양광 전지판을 다수로 장착하여서 구성된 것을 다수의 (13)철탑 샤프트에 장치하여 태양 추적형 센서에 의해 좌·우로 움직일 때는 도 2의 (47)모터가 회전하여 조절되고 상·하로 움직일 때는 도 4b의 (32a)모터가 회전하여 태양광을 정확히 추적하게 되고, (88)태양전지에 조사된 전기는 배선을 따라 (36)전력 조정장치로 공급되며, 기상에 따라 바람이 불 때에는 태양광 발전과 동시에 풍력 발전을 되며, 도 3의 철재로 (17)구조부 틀을 만들어 도3b (18)바람 회오리 박스를 원형 배열로 다수를 장치하게 되고, 상·하에(20)핀으로 고정하여 (17)구조부에 조립하게 되며, 이렇게 구성된 것을 다층으로도 할 수 있으며, 중앙홀의 넓은 곳에서 좁은 공간으로 굽어지게 강한 바람이 불면 회오리바람을 일으켜 (38)부로와 팬이 회전하게 되고 부로와 팬은 (40)샤프트를 회전시키고, (39)복스를 거쳐 (41)팬기어는 (42)증속기어를 회전 (35)발전기에 전기가 발생하게 되어 있으며, 이 때 바람의 강약에 따라 통상의 센서와 자동 클러치를 이용하게 되므로 자동 연결 장치에 의해 (35)발전기 또는 보조 발전기를 가동하여 발전된 전기는 (36)전력 조정장치를 거쳐 충전이나 전기 공급을 할 수 있게 되고, 바닷가에서는 도 5의 실시 예에서와 같이 본 발명의 기초시설에 파력 발전 장치를 연결 조립하여 복합발전을 할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 바닷가, 산 등 기타 설치 용이한 장소에서 각각의 태양광, 풍력 및 파력의 대체 에너지를 구하기 위하여 각각의 시설로 1기씩 시설을 하여 막대한 설치경비와 면적이 필요하였으나 기본시설을 겸용으로 이용하여 복합 발전 장치를 만들 수 있어 경비를 절감하고 같은 시설인 철탑에 태양광 전지판을 다수로 설치 할 수 있고, 풍력발전을 같은 시설에 일부 추가 이용하여 바람을 모아지게 하고 회오리치개 해 팬을 강하게 회전시킬 수 있게 하여 발전력을 증가한 시설과 동시에 바닷가에서는 파력 발전을 할 수 있게 복합 발전을 통해 자연의 대체에너지를 구할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 사시도 (전체 구성장치를 배열한 도면)
도2는 본 발명의 기초 시설을 겸한 일 실시예 태양광 정면도
도3a와 도3b는 풍력 발전 시설 구조의 이 실시예 설명도
도4a와 도4b는 상층 태양광 추적형 시성 삼 실시예 구성도
도5는 본 발명의 기초 시설을 이용한 바닷가에서 복합발전을 할 때의 사 실시예를 보인 구성도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
(11) 철탑 (12) 후면 철탑 (13) 철 샤프트
(14)(14-1) 축 (15) 샤프트 기어 (16) 편기어
(17) 풍력 구조부 (18) 바람 회오리 박스 (19) 풍력구
(20) 판 (21) 구조물 타워 (22) 볼트
(23) 샤프트 (24) 지지부 (25) 지지 중간틀
(26) 조립구 (27)(27-1) 편부 (28)(28-1) 편부
(29) 샤프트 기어 (30) 핀 (31)(31-1) 웜기어
(31a)(31b) 웜기어 (32)(32a) 모터 (33) 광판부
(34) 자동조절 연결장치 (35) 발전기 (35-1) 보조발전기
(36) 전력 조정장치 (37) 축전지 (38) 부로와 팬
(39) 복스 (40) 샤프트 (41) 팬기어
(42) 증속기어 (44) 샤프트 기어 (45) 모터
(46) 기어 (47) 모터 (48) 지지대
(43) 조립구 (88) 태양전지판

Claims (4)

  1. (11)철탑과 (12)후면 철탑을 다각으로 설치하고 남쪽방향의 철탑에(14)(14-1)축을 (13)철 샤프트에 장착한 후 복스에 베어링을 축 상·하에 설치하고 철탑에 고정시킨 것을 다수로 배열하고, 각각의 (13)철 샤프트에 도 4a의 (25)중간틀을 장착하고 (26)조립구에 도 4b의 (27)(27-1)편부와 상측(28)(28-1)편부를 조립하면 (33)광판부에 (88)태양광 전지판을 다수 장착할 수 있고, 태양광에 따라 움직이도록 상하운동은 센서에 의해 각각의 모터가 동작하도록 하고, (29)샤프트 기어 (31a)웜기어 (31b)웜기어를 (32a)(32b)모터가 회전시켜 상·하로 조절하게 되고, 태양광 추적을 좌·우로 하게한다. 도 2의 (47)모터가 회전하게 되면 (15)샤프트 기어가 회전 (14)(14-1)축의 기어가 돌아 태양을 추적하여 발전하게 되며, 풍력 발전은 동시에 (12)후면철탑 위의 도 3a의 (17)구조부 틀에 도 3b의 (18)바람 회오리 박스 다수를 원형이 되게 배열하여 (20)판을 상·하로 구성하여 다층으로 하고, 이렇게 된 (18)바람 회오리 박스를 통과한 바람은 강한 회오리바람이 되어 (38)부로와 팬을 회전 (40)샤프트를 (39)복스에 베어링으로 (43)조립구에 고정시켜 한축의 (41)팬 기어가 (42)증속기어에서 증속되어 (35)발전기를 회전시켜 발전을 하게 된다. 이 때 (34)자동연결 장치에 바람의 강약에 따라 발전기와 보조발전기의 연결을 조절하게 되며 가동된 (35)발전기의 전원은 (36)전력 조정 장치를 거쳐 정제된 전기는 (37)축전지에 축전되거나 전기 공급을 하게 되며 (17)구조부의 위에서 태양 전기를 복합적으로 구하기 위해 틀에도 도 4a의 (21)구조물 타워를 (22)볼트로 조립하여 고정시키고, (23)샤프트 (24)지지부를 장착하여 지지부에 천공된 곳에서 볼트로 (25)지지 중간틀을 장착하고, (26)조립구의 사방에 남쪽을 향한 아래쪽이 되게 한 곳의 (27)(27-1)편부를 위쪽으로 (28)(28-1)편부를 조립고정하고, (33)광판부틀을 (27)편부와 (30)핀으로 조립하고, (33)광판부의 양쪽에 천공된 곳으로 (29)샤프트기어를 삽입하고, 샤프트기어에 (31)(31-1)웜기어와 또 한쪽 (31a)(31b)웜기어를 조립하여 (29)샤프트기어의 아래쪽을 (28)(28-1)편부와 (30-1)핀으로 조립하고 (32)(32a)모터를 웜기어에 연결하고, (33)광 판부위에 (88)태양전지를 다수 장착 좌우 동작은 도 4a(45)모터가 (44)샤프트기어로 (46)기어를 돌려 태양광을 추적하게되고, 상·하 동작은 도 4b의 (32)(32a)모터가 센서의 지시에 의해 태양광을 향해 추적하게 되는 태양광 추적형 태양전지는 효율이 극대화 되어 발생된 전기는 (36)전력 조정 장치로 공급되게 되어 축전이나 전기공급을 하게 되며, 바닷가에 복합발전을 하게 될 때에는 도5 실시예의 2004년 10월 15일 선 발명 출원 된 파력발전시스템을 본 발명의 기초 시설에 조립하여 태양광, 풍력 및 파력 발전을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
  2. 제 1항에 있어서 남쪽을 향하여 (11)철탑을 다수 세우고 후면으로 (12)후면 철탑을 다수를 세워 구성된 타워에 (13)철 샤프트 양쪽으로 (14)(14-1)축을 장착하여 아래위로 장치한 다수상측에 (47)모터에 연결된 기어는 샤프를 회전시키고, 샤프트기어는 (13)철 샤프트를 좌와 우측으로 태양 빛을 추적하게 하고, (13)철 샤프트에 다층으로 태양광 전지판을 설치하기 위하여 (13)철 샤프트에 (25)지지 중간틀을 장착하고 사방의 (26)조립구 아래에 (27)(27-1)편부와 (28)(28-1)편부를 장치하고, (29)샤프트기어에 (31)(31-1)(31a)(31b)웜기어를 (32)모터가 회전시켜 상하로 태양전지가 움직이게 되어 태양광을 추적센서의 지시에 의해 추적하게 되고, 또한 (11)철탑과 (12)후면 철탑상층에 (21)구조물 타워를 (22)볼트로 고정시키고, (23)샤프트를 삽입 설치하고 (24)지지부에 (25)지지 중간 틀을 장착하거나 (24)지지부에 바로 장치할 수도 있게 한 것의 아래에 (27)(27-1)편부를 조립하고 위쪽에 (28)(28-1)편부를 조립하여 아래위에 (30)(31-1)핀을 삽입 설치하고 (29)샤프트 기어봉에 (31)(31-1)(31a)(31b)웜기어를 양측의 (32)(32a)모터가 회전할 때 상·하운동을 하고 (23)샤프트의 아래 (46)기어를 (44)샤프트기어에 연결된 (45)모터의 회전운동을 통해 태양광 센서의 지시에 의해 태양빛을 정면으로 좌·우로 운동하게 되어 태양광 발전을 남쪽을 향한 정면과 상측 다수에 태양광 전지를 장치해 발전되는 것을 (36)전력 조정 장치에서 정제되어 (37)축전지에 축전되거나 전원공급을 할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
  3. 제 1항에 있어서 (11)철탑과 (12)후면철탑은 짧게 다각의 위에다 (17)구조부틀을 설치하고 내부에 (18)바람 회오리박스 다수를 (20)판에 원형으로 장착하여 사방 어느 쪽에서나 바람이 불면 박스 입구의 넓은 통속으로 좁혀지고 굽어지게 하여 회오리바람을 발생시켜 중앙홀에 (38)부로와 팬을 회전시켜 부로와 축의 (40)샤프트에 (39)복스로 (43)조립구를 볼트로 틀에 고정시키고 한쪽 축의 (41)팬기어와 (42)증속기어를 거쳐 증속된 기어가 (35)발전기를 회전시키고 이때에 바람의 강·약에 따라 (34)자동조절연결 장치는 속도감지 센서의 지시에 따라 (35-1)보조발전기를 접속 가동하게도 되며, 발전된 전기는 (36)전력조정장치에서 정제되어 (37)축전지 또는 전원공급을 할 수 있게 되며, (17)구조부틀의 태양전기를 복합적으로 구하기 위해 틀에 도4a의 (21)구조물 타워를 (22)볼트로 고정시켜서 (17)구조부 틀 위에 태양 전기를 복합적으로 구하기 위해 틀에 도 4a의 (21)구조물 타워를 (22)볼트로 조립하여 고정시키고, (23)샤프트 (24)지지부를 장착하여 지지부에 천공 된 곳에 볼트로 (25)지지 중간틀을 장착하고, (26)조립구의 사방에 남쪽을 향한 아래쪽이 되게 한 곳의 (27)(27-1)편부를 위쪽으로 (28)(28-1)편부를 조립고정하고, (33)광 판부틀을 (27)편부와 (30)핀으로 조립하고, (33)광판부의 양쪽에 천공된 곳으로 (29)샤프트기어를 삽입하고, 샤프트기어에 (31)(31-1)웜기어를 조립하여 (29)샤프트기어의 아래쪽을 (28)(28-1)편부와 (30-1)핀으로 조립하고 (32)(32a)모터를 웜기어에 연결하고 (33)광판부위에 (88)태양전지를 다수 장착하여 광전지 판에 센서를 부착하여 태양을 향향 할 수 있도록 센서의 지시에 의한 좌우 동작은 도 4a의 (45)모터가 (44)샤프트기어로 (46)기어를 돌려 태양광을 추적하게 되고, 상하동작은 도 4b의 (32)(32a)모터가 센서의 지시에 의해 태양 광을 향해 추적하게 되는 태양 추적형 태양전지는 효율이 극대화 되고 발생된 전기는 (36)전력 조정 장치로 공급되어 축전이나 전기를 공급하게 되며, 풍력발전과 태양광 발전 에너지를 환경에 따라 복합적으로 구할 수 있는 것을 특징으로 한 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
  4. 제 1항에 있어서 (11)철탑과 (12)후면 철탑을 짧게 다각에 세워 위에(17)구조부의 틀을 설치하고, 내부에 (18)바람 회오리 박스 다수를 (20)판에 원형으로 장착하여 사방 어느 방향에서 바람이 불면 박스 입구의 넓은 통속으로 좁혀지고 굽어지게 하여 방향으로 회오리바람을 발생하게 하여 중앙홀에 (18)부로와 팬을 회전시켜 부로와 축의 (40)샤프트에 (39)복스를 (43)조립구를 볼트로 틀에 고정시키고, 한쪽 축(41) 팬 기어와 (42)증속기어를 거쳐 증속된 기어가 (35)발전기를 회전시키고, 이때, 바람의 강약에 따라 (34)자동조절 연결장치는 속도감지센서의 지시에 따라 (35-1)보조발전기를 접속하여 가동하게 되며, 발전된 전기는 (36)전력조정장치에서 정제되어 (37)축전지 축전되거나 전원 공급을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광과 풍력을 이용한 복합 발전 장치.
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