KR20080013569A - 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 인장응력과 압축응력에 의해 기전력을 발생시켜 전기를 생산하도록 형성되는 압전소자가 약한 바람에도 강한 기전력이 발생될 수 있도록 형성되어 풍력발전을 조장하는 한편, 상기 압전소자 일측면 상단에 태양전지를 부착하여 풍력 외에 태양광으로부터 별도의 전기가 추가로 생산되어 태양광발전이 동시에 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기에 관한 것이다.
이러한 압전소자는 나뭇잎처럼 얇은 박막체로 형성되어 대형 풍압은 물론 소형 잔바람에도 효율적인 전기 생산이 가능하도록 형성되는 바, 이는 종래의 풍력발전기와는 달리 저지대 설치가 가능함은 물론, 전기를 생산하는 구성품이 간단하여 작업공수 및 유지보수가 용이하고, 장착량에 따라 전기 생산량을 효율적으로 조절할 수 있는 반면, 몸체가 잎사귀 및 나뭇가지 형태로 형성됨으로써 친환경적인 자연미를 연출하도록 형성된다.
이를 위해, 본 발명은 얇은 박막 형태의 압전소자(110)가 서로 대응되도록 형성되어 기전력을 발생시키도록 형성되는 발전소자(100)와; 상기 발전소자(100)의 일측으로부터 직렬로 연결되어 압전소자(110)의 인장응력 및 압축응력에 의해 발생된 전력을 이송하는 리드선(200)과; 상기 리드선(200)을 외부로부터 보호하고 가이 드하며 일정한 고정체(500)로 연결 결합시키도록 막대 또는 나뭇가지 형태로 형성되는 지지대(300)와; 상기 발전소자(100)로부터 발생된 전력을 저장하는 축전지(400)가; 구성되어 이루어진 것으로, 상기 발전소자(100)는 외주면에 태양전지(120:Solar cell)를 부설하여 풍력 외에 태양광으로부터 전기를 생산할 수 있도록 형성되는 한편, 발전소자(100)를 포함한 지지대(300)는 나뭇가지(지지대)에 매달린 잎사귀(발전소자) 형태로 형성되어, 나무 형상으로 형성된 일 고정체(500)의 본가지 외주면에 설치되되, 설치된 발전소자는 설정된 전기생산량 만큼 결합되도록 형성되며 이때, 상기 축전지(400)는 화분 형태의 이동식 케이스(410)로 형성되어 임의 설치가 자유롭도록 구성되어 이루어진다.
압전소자, 풍력발전, 기전력, 태양전지
Description
도 1은 본 발명의 설치 상태를 나타낸 일 실시 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 요부 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 발전소자의 전기생산 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 축전지의 일 실시 예시도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
100 ... 발전소자 110 ... 압전소자
200 ... 리드선 300 ... 지지대
400 ... 축전지 500 ... 고정체
본 발명은 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 인장응력과 압축응력에 의해 기전력을 발생시켜 전기를 생산하도록 형성되는 압전소자가 약한 바람에도 강한 기전력이 발생될 수 있도록 형성되어 풍력발전을 조장하는 한편, 상기 압전소자 일측면 상단에 태양전지를 부착하여 풍력 외에 태양광으로부터 별도의 전기가 추가로 생산되어 태양광발전이 동시에 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기는 고지대 또는 해안가 등의 강풍 수집이 용이한 지역에 설치되고, 몸체의 상단부에 장착된 프로펠러의 회전으로부터 전기를 생산 발전하도록 형성된다.
이러한 종래의 풍력발전기는 로우터 축의 연결 형태에 따라 크게 수직형과 수평형으로 구별된다.
이때, 기존의 로우터형 풍력발전기는 바람이 가지고 있는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 풍력에너지를 흡수 변환하는 운동량 변환 장치, 동력전달장치, 동력변환장치 그리고 제어장치 등의 여러 기계적인 구성 요소들이 구비된다.
그러나, 이와 같은 종래의 풍력발전기는 기본적인 외형 즉, 부피가 크고 가격도 비교적 고가여서 그 보급이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 발전기를 풍속에 관 계없이 일정한 속도로 회전시킬 필요가 있으므로 풍속에 따라 풍차날개의 기울기를 바꾸어야 하는 등의 별도 제어를 추가로 해야 한다.
또한, 상술한 종래의 풍력발전기는 대부분이 로우터 방식으로써, 필요한 전기를 생산하기 위해 지상으로부터 10m 이상 높이의 지지대를 설치하고, 일정한 풍속 이상의 바람을 확보하여야 하는 등 설치 조건이 매우 한정적이어서 우리나라의 풍토 실정에는 부적합한 면이 부각되고 있다.
이는 풍속이 너무 약하거나 과하면 원활한 발전을 할 수가 없으며 여러 종류의 기계적 요소가 결합되어 있어 유지 보수가 용이하지 않으며 로우터 회전에 따른 소음 등의 문제가 완전히 해결되지 않고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 인장응력과 압축응력에 의해 기전력을 발생시켜 전기를 생산하도록 형성되는 압전소자가 약한 바람에도 강한 기전력이 발생될 수 있도록 형성되어 풍력발전을 조장하는 한편, 상기 압전소자 일측면 상단에 태양전지를 부착하여 풍력 외에 태양광으로부터 별도의 전기가 추가로 생산되어 태양광발전이 동시에 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 얇은 박막 형태의 압전소자(110)가 서로 대응되도록 형성되어 기전력을 발생시키도록 형성되는 발전소자(100)와; 상기 발전소자(100)의 일측으로부터 직렬로 연결되어 압전소자(110)의 인장응력 및 압축응력에 의해 발생된 전력을 이송하는 리드선(200)과; 상기 리드선(200)을 외부로부터 보호하고 가이드하며 일정한 고정체(500)로 연결 결합시키도록 막대 또는 나뭇가지 형태로 형성되는 지지대(300)와; 상기 발전소자(100)로부터 발생된 전력을 저장하는 축전지(400)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 발전소자(100)는 외주면에 태양전지(120:Solar cell)를 부설하여 풍력 외에 태양광으로부터 전기를 생산할 수 있도록 형성된 것이 바람직하다.
이때, 상기 발전소자(100)를 포함한 지지대(300)는 나뭇가지(지지대)에 매달린 잎사귀(발전소자) 형태로 형성되어, 나무 형상으로 형성된 일 고정체(500)의 본가지 외주면에 설치되되, 설치된 발전소자는 설정된 전기생산량 만큼 결합되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 축전지(400)는 화분 형태의 이동식 케이스(410)로 형성되어 임의 설치가 자유롭도록 구성되는 것이 바람직하다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 압전소자(110)로 이루어진 발전소자(100)와, 상기 발전소자의 일측에 연결되어 발생된 전기를 축전기로 내보내는 리드선(200)과, 상기 리드선을 외부로부터 보호하며 고정체로 하여 금 견고한 지지체 역할을 하도록 형성되는 지지대(300)와, 상기 발전소자로부터 생산된 전기를 저장도록 형성된 축전지(400)로 구성된다.(도 1참조)
이에 상기 구성요소를 보다 자세히 살펴보면, 먼저 발전소자(100)는 얇은 박막 형태의 압전소자(110)가 서로 대응되도록 형성되어 풍압에 의한 인장응력 및 압축응력에 따라 마치 잎사귀가 팔랑거림으로써, 소정의 기전력을 발생시키도록 형성된다.(도 3참조)
이때, 압전소자(110)는 어떤 종류의 결정판(結晶板)에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양,음의 전하(電荷)가 나타나는 현상으로부터 형성된다.
이러한, 상기 압전소자(피에조전기소자)는 수정, 전기석, 로셸염, 티탄산바륨, 인산이수소암모늄, 타르타르산에틸렌디아민 등을 이용한 것이 바람직한 것으로 이는 인공결정도 및 압전성이 뛰어나기 때문이다.
아울러, 압전소자의 압전기는 1880년 프랑스의 자크 퀴리(Jacque Curie)와 피에르 퀴리(Pierre Curie; 1859~1906) 형제가 처음 발견한 것으로, 이후 한 장의 결정판에 나타나는 압전기는 미약하지만 금속박을 삽입하면서 여러 장을 겹칠 경우 그 양이 크게 증대된다는 것이 알려져 있다.
또한, 상기 결정판에는 고유의 진동이 있고 탄성진동과 전기진동이 일치하면 압전기와 결합되어 더욱 강한 진동이 일어난다는 사실도 발견되었다.
이와 같이, 압전소자를 모티브로 한 본원 발명은 유연성 있는 얇은 나뭇잎 모양의 압전소자 두 개를 밀착시키고, 그 일단에 잎자루 모양의 속이 빈 지지대가 장착되어 각 압전소자에 단자 연결된 리드선이 지지대 내부를 통과할 수 있도록 제작된 발전소자를 다수 이용하여 풍속이 클 때는 물론 작을 때에도 효율적으로 전기를 생산할 수 있도록 나무 형태로 형성된다.
이때, 상기 발전소자(100)는 외주면에 태양전지(120:Solar cell)를 부착하여 풍력 외에 태양광으로부터 전기를 생산할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
이는 소형 풍압을 비롯한 태양광의 복사 에너지로부터 동시에 전기를 생산토록 유도함으로써, 보다 효율적이고 개선된 전기생산을 도모하기 위함이다.
이때, 상기 발전소자(100)를 포함한 지지대(300)는 나뭇가지(지지대)에 매달린 잎사귀(발전소자) 형태로 형성되어, 나무 형상으로 형성된 일 고정체(500)의 본가지 외주면에 설치되되, 설치된 발전소자는 설정된 전기생산량 만큼 결합되도록 형성되는 것이 바람직하다.(도 2참조)
한편, 상기 리드선(200)은 발전소자(100)의 일측으로부터 직렬로 연결되어 압전소자(110)의 인장응력 및 압축응력에 의해 발생된 전력을 이송하도록 형성된다.
이러한 리드선(200)은 저항이 충분히 작은 재료와 형상으로 제작하여, 발생한 전기의 소모를 최소로 할 수 있도록 한다.
이때, 상기 지지대(300)는 리드선(200)을 외부로부터 보호하고 가이드하며 일정한 고정체(500)로 연결 결합시키도록 막대 형태 또는 자연의 나뭇가지의 형상을 최대한 반영한 형태로 형성된다.
아울러, 상기 축전지(400)는 발전소자(100)로부터 발생된 전력을 저장하도록 형성된다.
이때, 상기 축전지(400)는 화분 형태의 이동식 케이스(410)로 형성되어 임의 설치가 자유롭도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 본원 발명이 설치 범위에 구애없이 용이 실시 되도록 유도하기 위함이다.
다음은 상술한 구성에 따라 본 발명의 일 실시예를 설명하겠다.
먼저 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 유연성 있는 압전소자를 서로 대응되게 밀착시켜 바람이 부는 방향에 따라 어느 한 쪽은 인장응력이 발생하고, 다른 한쪽은 압축응력이 발생하게끔 설계함으로써, 양면 압전소자가 각각 다른 극성의 전기적 특성을 갖게 한다.
이렇게 형성된 발전소자는 약한 바람에도 기전력을 발생시킬 수 있으며 이를 리드선을 이용, 직렬로 연결하면 얻고자하는 전력을 생산할 수 있다.
이때, 지지대는 역학적으로 나뭇잎 형태의 발전소자가 나뭇가지에 매달려 있을 수 있도록 하며 아울러 그 안쪽으로 전선이 통과하여 생산된 전기의 이동 통로를 제공하게 된다.
이러한 본 발명은 바람을 이용한 풍력 발전기에 있어서, 압전소자를 얇은 박막 형태로 제작하는 한편, 두 개의 박막형 압전소자를 밀착시켜 나뭇잎 형태로 발 전소자를 제작한 것으로 필요에 따라 이 발전 소자를 별도의 고정체(나무가지 등)에 연결하면 원하는 전력을 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 종래의 풍력발전기에 형성되는 기본 로우터나 기어 등의 기계적인 요소들이 불필요하여 장치가 심플함은 물론 유지관리에 따른 내구성이 좋을 뿐만 아니라, 풍속의 크기에 관계없이 발전을 할 수 있는 기능적 특징을 지니고 있다.
이때, 상기 축전지는 화분 형태로 형성하여 이동이 자유롭게 설계되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 관상용 나무 형태로 제작할 수 있어 미적으로도 뛰어나며 풍력발전과 방풍용으로 동시에 적용될 수 있는 장점이 있음은 물론, 상기 압전소자의 일측 외주면상에 별도의 태양전지를 부착하여 풍력 외에 태양광을 이용한 추가 전기 생산을 도모할 수 있는 장점이 있다.
이상의 본 발명은 상기 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
이와 같이, 본 발명은 발전소자(압전소자)가 얇은 박막체로 형성되어 대형 풍압은 물론 소형 잔바람에도 효율적인 전기 생산이 가능하도록 형성되는 바, 이는 종래의 풍력발전기와는 달리 저지대 설치가 가능함은 물론, 전기를 생산하는 구성 품이 간단하여 작업공수 및 유지보수가 용이하고, 장착량에 따라 전기 생산량을 효율적으로 조절할 수 있는 반면, 몸체가 잎사귀 및 나뭇가지 형태로 형성됨으로써 친환경적인 자연미를 연출하도록 형성된다.
또한, 압전소자의 외주면에 별도의 태양전지를 부설하여 풍력 외에 태양광으로부터 별도의 전기 생산이 추가로 가능하도록 조장하는 효과가 있다.
Claims (4)
- 얇은 박막 형태의 압전소자(110)가 서로 대응되도록 형성되어 기전력을 발생시키도록 형성되는 발전소자(100)와;상기 발전소자(100)의 일측으로부터 직렬로 연결되어 압전소자(110)의 인장응력 및 압축응력에 의해 발생된 전력을 이송하는 리드선(200)과;상기 리드선(200)을 외부로부터 보호하고 가이드하며 일정한 고정체(500)로 연결 결합시키도록 막대 또는 나뭇가지 형태로 형성되는 지지대(300)와;상기 발전소자(100)로부터 발생된 전력을 저장하는 축전지(400)가;구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기.
- 제 1항에 있어서, 상기 발전소자(100)는외주면에 태양전지(120:Solar cell)를 부설하여 풍력 외에 태양광으로부터 전기를 생산할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 발전소자(100)를 포함한 지지대(300)는나뭇가지(지지대)에 매달린 잎사귀(발전소자) 형태로 형성되어, 나무 형상으로 형성된 일 고정체(500)의 본가지 외주면에 설치되되, 설치된 발전소자는 설정된 전기생산량 만큼 결합되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기.
- 제 1항에 있어서, 상기 축전지(400)는화분 형태의 이동식 케이스(410)로 형성되어 임의 설치가 자유롭도록 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을 겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기.
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| KR1020060075257A KR20080013569A (ko) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | 풍력 발전소자에 태양전지가 부착되어 태양광발전을겸용하도록 형성된 나무형 풍력발전기 |
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