KR20080104502A - 풍력 발전기용 풍력 유도 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력 발전기에서 주위의 공기가 움직이는 풍력의 유도를 보강하는 풍력 발전기용 풍력 유도 장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력 발전은 대부분 언덕의 높은 장소 또는 가능한 바람이 균일하면서도 많이 부는 장소에 설치하여서, 상기 풍력발전의 회전 날개를 바람에 의하여 회전시켜서 이로 인하여 발전기를 회전시켜서 이로 인하여 발전을 하도록 구성되어 있다.
그러나, 상기 회전 날개의 회전은 균일한 회전 속도를 유지하여야 하는데, 보통 부는 바람은 날씨 또는 기온의 변화에 따라 풍속의 변화를 일으키므로 인하여, 이로 인한 발전기의 푸로렐라가 강풍인 경우 회전수의 증가로 인하여 바람에 의한 마찰음이 발생하여서 소음에 대한 공해가 발생하므로, 본인은 선발명의 출원에 의하여 바람의 부는 방향에 따라 유도장치가 자동으로 맞추어주도록 구성하여서 제공하였다.
그러나, 상기 제공되는 푸로펠라에 대하여 회전소음의 발생을 차단하면서, 푸로펠라의 회전속도를 최대한 보강하여서 실용성을 유도하기 위하여 필요로 하는 것이다.
또한, 대부분의 바람은 기압의 변화 또는 기온 차이에 의하여 바람의 불기가 형성되는 것이므로, 이를 이용하여서 상기 회전 날개에 바람을 집중화시켜 주면서 인공적으로 부는 바람을 보강하여 주어서, 상기 회전 날개의 회전수를 증가하여 주 도록 구성된 풍력의 증가를 보강하는 유도장치를 제공하기 위하는 발명이다.
또한, 상기 유도관(15)의 입구(13)에서 상측으로 갈수록 단면이 점점 적아지도록 역나팔형으로 만곡되어 형성되면서, 상기 기둥(11)의 상측에 내장되는 발전기(20)에서 돌출되는 회전날개(18)의 외측으로, 원통형으로 형성되는 상하측 안내판의 사이의 공간에다, 원통형으로 형성되도록 원주방향으로 다수개의 유도벽이 원주방향으로 다수개의 유도벽(17)이 만곡상태로 등간격을 유지하는 유도구(22)가 구성되는 유도장치(16)를 구성하되, 상기 유도관(15)의 출구(14)가 유도구(22)의 일측에다 고정하도록 고정편(42)으로 일체하여 주고,
또한 상기 유도장치(16)은 기둥(11)의 가장자리에서 베아링(23)으로 조립을 하면서, 상기 유도관(15)으로 일체된 유도장치(16)가 동시에 회전이 가능하도록 구성하며, 이에 따른 출구(14)에 고정되는 유도구(22)의 좌우측에는 보조유도구(25)를 형성하여서 바람의 집중화가 제공되는 풍력 유도 장치가 구비된 풍력 발전기에 대한 것이다.
풍력발전기, 출구, 유도장치, 보조유도구,

Description

풍력 발전기용 풍력 유도 장치{omitted}
도1은 본 발명의 요부 사시도
도2는 도1에서 A-A선 단면도
도3은 도1에서 B-B선 단면도
도4는 도1에서 C-C선 단면도
도5은 도1에서 D-D선 단면도
도6은 본 발명의 요부에 대한 실시예1의 부분 상태도
도7은 도6에서 E-E선 단면도
도8는 본 발명의 요부에 대한 실시예2의 부분 사시도
도9은 도8에서 F-F선 단면도
* 도면중 주요 부위에 대한 부호의 설명 *
11. 기둥 012. 기소 13. 입구 14. 출구 15. 유도관
16. 유도체 17. 유도벽 18. 회전날개 19. 회전축
20. 발전기 22. 유도구 23. 베아링 24. 모터
25. 보조유도구 29. 통로 30. 지지벽체 31. 방향키 32. 벽면
33. 1차만곡관 34. 2차만곡관 35. 베아링 36. 하우징
본 발명은 풍력 발전기에서 주위의 공기가 움직이는 풍력의 유도를 보강하는 풍력 발전기용 풍력 유도 장치에 관한 것이다.
일반적으로 풍력 발전은 대부분 언덕의 높은 장소 또는 가능한 바람이 균일하면서도 많이 부는 장소에 설치하여서, 상기 풍력발전의 회전 날개를 바람에 의하여 회전시켜서 이로 인하여 발전기를 회전시켜서 이로 인하여 발전을 하도록 구성되어 있다.
그러나, 상기 회전 날개의 회전은 균일한 회전 속도를 유지하여야 하는데, 보통 부는 바람은 시시각각 풍속의 변화를 일으키므로 인하여 이로 인한 발전의 새기가 불균형하여 주므로 실용성에는 한계가 있으므로, 이에 대한 대책이 실용성을 유도하기 위하여 필요로 하는 것이다.
또한, 대부분의 바람은 기압의 변화 또는 기온 차이에 의하여 바람의 불기가 형성되는 것이므로, 이를 이용하여서 상기 회전 날개에 바람의 접촉면적을 극대화하기 위하여 수평식 회전날개를 3개정도로 형성하면서, 푸루렐라의 높이를 높게 구성하면서, 상기 회전날개의 크기인, 각각의 길이를 길게 하여서 제공하므로, 이에 따라 회전날개에서는 바람의 새기가 강하여서 회전속도가 빠르게 회전하는 경우, 회전소음이 발생하여서 주위의 소음환경에 취약하는 문제가 대두되어 왔다.
고로, 풍력의 부는 힘을 집중화 시켜 주도록 인공적으로 부는 바람을 보강하여 주어서, 상기 회전 날개의 회전수를 증가하여 주도록 구성된 풍력의 증가를 보 강하는 유도장치를 제공하기 위하는 발명이다.
그리고, 대부분 우리나라에서 부는 바람은 계절에 따라 지역적인 영향으로 북서풍이나 동남풍을 불어 주므로 이에 따른 바람의 유도장치의 사용은 용이하나, 바람이 불지 않는 맑은 날씨에 대하여서는 본 발명의 목적인 풍력발전기에서의 회전날개에 대한 회전력의 유도가 거의 불가능하므로 이에 대한 대책으로서, 대부분의 풍력발전기에서의 회전날개의 위치는 지상으로부터 수십m(대부분 30～80m 정도)의 높이에 설치하여서, 지상보다는 공기의 이동이 많은 공중에서의 풍력을 사용할 수 있도록, 상기 푸로펠러의 위치가 높으면서 크기가 길게 구성으로 풍력발전기의 설치구간에서는 넓은 공간이 요구되어왔다.
고로, 본 발명에서는 상기 공중의 높은 장소에 설치되는 종래의 회전날개의 위치에까지 지상으로부터 부는 바람을 유도하여 주어서, 상기 회전날개인 프로펠라에 대한 회전력의 증가를 제공하기 위하는 것이다.
또한, 일반적으로 프로펠라의 구조는 수평식회전과 수직식회전의 장치를 주로 사용하는 바, 본 발명에서는 주로 수직식 회전의 구조에서도 사용이 기능하는 유도장치이다.
본 발명은 풍력 발전기에 있어서 바람에 의하여 회전하는 회전 날개에 바람을 집중적으로 유도하면서, 상기 공기 유도장치에서의 출구와 입구 부위에서의 계절에 따른 바람의 방향에 따라 바람의 유도장치를 회전시켜 주면서, 상기 회전날개의 회전속도를 증가하도록 보강시켜서, 풍력발전에서의 새기를 보강하여 주되, 이 에 따른 회전에 의한 공기와의 마찰소음을 해소하여서 발전하는 전력의 실용성을 보강하기 위하도록 하는 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 해결하기 위한 것으로, 그러나, 상기 제공되는 푸로펠라에 대하여 회전소음의 발생을 차단하면서, 푸로펠라의 회전속도를 최대한 보강하는 유도장치를 제공하기 위하는 발명으로서, 상기 유도관의 입구에서 상측으로 갈수록 단면이 점점 작아지도록 역나팔형으로 만곡되어 형성되면서, 상기 기둥의 상측에 내장되는 발전기에서 돌출되는 회전날개의 외측으로, 원통형으로 형성되는 상하측 안내판의 사이의 공간에다, 원통형으로 형성되도록 원주방향으로 다수개의 유도벽이 만곡상태로 등간격을 유지하는 유도구가 구성되는 유도장치를 구성하되, 상기 유도관의 출구가 유도구의 일측에다 고정하도록 고정편으로 일체하여 주고,
또한 상기 유도장치은 기둥의 상측 가장자리에서 베아링으로 조립을 하면서, 상기 유도관으로 일체된 유도장치가 동시에 회전이 가능하도록 구성하며, 이에 따른 출구에 고정되는 유도구의 좌우측에는 보조유도구를 형성하여서 풍력발전기용 회전날개의 회전을 보강하여 주도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명이다.
고로, 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면,
도1은 본 발명의 요부 사시도이며, 도2는 도1에서 A-A선 단면도이며, 도3은 도1에서 B-B선 단면도이며, 도4는 도1에서 C-C선 단면도이며, 도5은 도1에서 D-D선 단면도이며, 도6는 본 발명의 요부에 대한 실시예1의 부분 사시도이며, 도7은 도6에서 E-E선 단면도이며, 도8은 본 발명의 요부에 대한 실시예2의 부분 상태도이며, 도9은 도8에서 F-F선 단면도이다.
고로, 본 발명은 바람이 부는 풍력에 의하여 프로펠라인 회전날개(18)의 회전을 안정적이면서 회전력을 향상시키기 위한 것으로서, 첨부된 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 계절적이거나 지형상 바람이 많이 통과하는 벌판이나 해안 및 산간의 구릉지에 설치한다.
이를 위해 지중에 기소로 고정되면서 지면으로 돌출되어 소정의 높이로 구성되며, 상측으로 갈수록 점차 직경이 작아지는 기둥(11)의 끝단에 내장되는 발전기(20)에서 돌출되는 회전축(19)이 수직형회전 가능하도록 결합되며, 상기 회전축(19)에는 회전날개(18)가 조립된다.
그리고, 상기 기둥(11)의 상측부위에서 하측으로 갈수록 점차 확대되되, S자 형태의 역나팔 형상으로 만곡되어 내측에 통로(29)가 형성되는 유도관(15)을 설치한다.
즉, 상기 유도관(15)의 하측 끝단에 넓은 입구(13)가 형성되고, 상측으로 갈수록 점차 좁아지면서 다시 기둥(11) 측으로 만곡되도록 1차 만곡관(33)을 형성하고, 기둥(11)과 교차되어 다시 1차 만곡관(33)과 대접되면서 상측으로 갈수록 점차 좁아지며 만곡되는 2차 만곡관(34)을 형성하며, 유도관(15)의 2차 만곡부(34) 끝단에는 회전날개(18) 측으로 향하는 출구(14)를 형성한다.
그리고, 유도관(15)의 중도부를 관통하는 상하측 기둥(11)의 사이에는 각각 원주통로(46)가 형성되며, 각각 조립구(45)와 베아링(35) 및 하우징(36)이 방향타(38)의 지시에 의하여 모터의 회전이 구동되는 조정장치(24')가 구성되여서 바람의 방향에 대한 자유 회전 가능하도록 한다.
여기서, 제공하는 상기 유도관(15)은 대부분의 풍력발전기에서 바람의 효율성을 최대한 확보하기 위하여, 지상에서 돌출되는 높이가 수십m 정도로 높은 기둥(11)의 상측위치에다 발전기(20)에서 연결되는 회전축(19)에 조립되는 회전날개(18)에 바람을 집중적으로 불어주도록 하면서, 최대한의 주위의 바람을 유도하기 위해서, 상기 기둥(11)이 돌출되는 지상의 원주방향으로 소정의 간격을 유지하면서 다수개의 입구(13)가 지지벽체(30)로 등간격으로 형성된 벽면(32)이 다수개로 구분되면서 서로 원주형으로 조립된다.
또한, 상기 유도관(15)의 입구(13)에서 상측으로 갈수록 단면이 점점 적아지도록 역나팔형으로 만곡되어 형성되면서, 상기 기둥(11)의 상측에 내장되는 발전기(20)에서 돌출되는 회전날개(18)의 외측으로 원통형으로 형성되는 상하측 안내판의 사이의 공간이 형성되면서 원주방향으로 다수개의 유도벽(17)이 만곡상태로 등간격을 유지하는 유도구(22)가 구성되는 유도장치(16)를 구성하되, 상기 유도관(15)의 출구(14)가 유도구(22)의 일측에다 고정하도록 고정편(42)으로 일체하여 주고,
또한 상기 유도장치(16)은 기둥(11)의 상측 가장자리에서 베아링(23)으로 조립을 하면서, 상기 유도관(15)으로 일체된 유도장치(16)가 동시에 회전이 가능하도록 제공하여 준다.
따라서, 상기 입구(13)로 흡입되는 바람이 만곡되면서 역나팔형으로 형성되는 유도관(15)을 지나서 출구(14)로 조립되는 유도장치(16)의 유도구(22)로 품어 줌으로써, 상기 수직형 회전날개(18)의 회전력을 보강하여 주도록 구성되는 것이 다.
또한, 상기 유도관(15)은 수십m의 높은 위치에 형성되는 회전날개(18)에 바람이 불어주도록 소정의 간격을 유지하면서 바람이 불어오는 방향으로 조정되면서 출구(14)가 구성되는 상기 유도관(15)을 풍력발전기의 방향으로 불어오는 바람의 량을 입구(13)로 최대한 흡입하면서 상기 출구(14)로 응축시켜 주되, 상기 출구(14)에 일체로 조립되는 유도장치(16)에서 만곡되는 유도벽(17)에 의하여 형성되는 유도구(22)로 유도되어서 회전날개(18)로 불어주도록 구성되는 발명으로서, 상시 회전날개의 회전속도를 최대한 높혀 주기 위하는 장치로서, 단면이 최대한 확대한 입구(13)를 통하여 바람을 프로펠라로 칭하는 회전날개(18)의 위치로 유도하도록, 상기 풍력발전기의 기둥(11)에 조립되면서, 바람의 부는 방향으로 상기 입구(13)가 위치하도록 회전 가능한 장치를 제공하기 위하여, 입구(13)에서 상기 기둥(11)에 조립되는 베아링(35')과 하우징(36')으로 조립되는 구간을 지나서 만곡되는 1차만곡관(33)을 형성으로 만곡되는 상기 기둥(11)에다 베아링(35)과 하우징(36)으로 조립되면서 상기 유도관(15)에 조립구(45)와 원주통로(46)를 형성하여서 조립으로 고정되도록 하면서 역나팔형으로 유도관(15)에 형성되는 통로(29)를 회전날개(18)에 바람을 불어주도록 소정의 간격을 유지하여 주도록 2차 만곡관(34)을 형성하는 벽면(32)로 구성하는 장치로, 상기 유도관(15)의 단면이 대략 S자 형으로 구성된다.
여기서, 상기 유도관(15)이 바람부는 방향으로 이동하는 구성은 상기 유도장치(16)의 상측에 조립되는 방향지시계(38)에 의하여 회전조절기(24')로 회전시켜 주도록 한다.
또한, 상기 통로(29)에 단면을 지지벽체(30)로 좌우측 방향으로 등간격으로 분리하여주어서 2～3개의 통로(29)로 구성하여 주면 상기 유도관에 대한 견고성을 제공하여 준다.
또한, 상기 유도관(15)을 기둥(11)에 조립하여 주는 상하측부위에 베아링(35)(35')과 하우징(36)(36')으로 조립하여 주어서, 상기 유도관(15)이 바람의 부는 방향으로 회전이 가능하면서 전체적인 균형을 유지하여 주기 위하여 입구(13)와 1,2차 만곡관(33)사이에서 적절한 중간위치에 기둥(11)을 통로(29)의 중앙위치에 조립되면서 기둥(11)이 삽설되도록, 상기 통로(29)을 형성하는 벽면(32)을 원주형으로 형성되는 원주통로(46)를 형성하여서 기둥(11)이 조립되도록 하면서 베아링(35)과 하우징(36)으로 조립하면서 서로 견고하게 조립되면서 성기 풍력유도장치(15)가 풍력의 부는 방향에 맞추어서 회전이 되도록 구성하여 준다.
또한, 상기 설명되는 본 발명의 유도관(15)에 대한 실시예에 대한 설명은 도6 내지 도7에 도시된 바와 같이, 상기 유도장치(16)의 일측인 유도구(22)에서 고정편(42)으로 일체하여주는 출구(14)가 구성되는 좌우측 옆의 유도구(22')에다 역나팔형의 보조유도구(25)를 일체로 구성하여서 바람의 집중화를 유도하여서 고강도의 회전력을 제공한다.
이는 상기 유도관(15)에서 2차 만곡관(34) 부위에서 부는 바람을 유도하여서 회전날개(18)의 회전력을 보강하기 위하는 발명이다.
또한, 상기 유도관(15)의 입구(13)에서 역나팔형으로 단면이 감소되도록 1,2차 만곡관(33)(34)을 형성하면서 다수개의 출구(14)로 형성되는 유도관(15)에서, 상기 유도관(15)에서 지지벽체(30)에 의하여 통로(29)가 좌우측 방향으로 2～3개의 통로(29)가 서로 분리되는 구조를, 소정의 폭과 높이를 형성하는 1개의 통로(29)로 형성하되 상하측으로 형성되는 2～3개의 통로(29')로 중첩으로 형성하여서 이에 대한 기둥(11)과의 조립구간에는 조립구(45)와 원주 통로(46)를 형성하면서, 베아링(35)과 하우징(36)으로 조립하여서, 이에 연결되는 1,2차 만곡관(33)(34)은 통로(29')가 형성되도록 서로 같은 반경을 유지하면서 만곡시켜 주는, 서로 겹치게 구성하여 주면서 출구(13)는 2～3개의 출구(13)로 서로 소정의 간격으로 구성하여서 회전날개(18)로 바람을 불어주도록 구성되는 장치이다.
여기서, 상기 유도관(15)에 조립되는 기둥(11)은, 상기 통로(29')가 기둥(11)에 조립되는 부위에 원주방향으로 형성되면서 중앙부위에 조립구(45)를 형성하여서 베아링(35)과 하우징(36)으로 조립되도록 구성하여 준다.
또한, 본 발명에서 도시되는 방향지시계(38)에 대한 실시예에 대한 설명은, 도8 내지 도9에 도시된 바와 같이 상기 유도장치(16)의 상측에서 바람의 부는 방향을 지시하는 방향키(38)에 대한 실시예에 대한 설명은,
상기 유도장치(16)에서 회전날개의 외측으로, 원통형으로 형성되는 상하측 안내판의 사이의 공간에다, 원통형으로 형성되도록 원주방향으로 다수개의 유도벽이 유지하고 만곡되면서 돌출되는 유도벽(11)과 유도구(22)가 형성되는 상하측 안내판에서, 유도구(22)의 일측으로 일체로 조립되는 출구(14)의 반대방향, 즉 바람의 출구가 되는 방향의 유도구(22)에서, 유도장치(16)의 상하측 안내판의 가장자리에 고정편(42)으로 일체하면서 상하측 방향이면서 소정의 폭과 길이를 형성하는 방 향키(31)를 구성하여서 제공하는 발명으로서, 바람이 부는 방향에 따라 상기 방향키(31)의 저항으로 바람의 부는 방향에 따라 상기 유도관(15)과 유도장치(16)를 회전조절기(24')에 의하여, 상기 유도관(15)을 기둥(11)에 조립하여 주는 상하측부위에 베아링(35)(35')과 하우징(36)(36')으로 조립하여 주어서, 상기 유도관(15)이 바람의 부는 방향으로 회전이 가능하면서 전체적인 균형을 유지하여 주도록 구성되는 발명이다.
그리고, 일상생활에서 발생하는 바람은 하절기나 동절기에서 기온의 변화에 따라 바람의 부는 방향이 거의 일정하게 발생하는 바, 이에 대한 효과적인 바람의 유도장치를 제공하기 위하는 유도장치로서, 풍력발전기에서 기둥(11)의 중심으로 서북방향과 동남방향으로 향하는 즉, 양측방향으로 구성되는 각각의 입구(13)와 출구(14)가 벽면(32)과 지지벽체(31)으로 형성하는 유도관(15)을 구성하면서 상기 양측방향 사이로 상기 설명되는 바와 같이 기둥(11)의 중간부위에 상,하측으로 조립되는 베아링(35)과 하우징(36)에 의하여 유도관(15)에 형성되는 조립구(45)와 원주통로(46)로 기둥(11)에 조립되는 균형을 유지하면서 바람이 부는 풍향에 따라 회전하도록 구성되어 제공함으로서, 상기 유도관(15)은 기둥(11)의 높이와 회전날개(18)의 크기에 따른 적절한 크기에 대한 소정의 거대한 구조로 구축되는 유도장치의 제조원가를 절약하면서 효과적으로 바람의 이용을 재고하는 발명이다.
고로, 본 발명은 가능한 자연적인 바람이 많이 부는 장소에서 설치되는 풍력발전기의 주위에 부는 바람을 이용하여서 상기 유도관(15)에서 계절적인 풍향의 변화로 불어주는 공기의 이동인 바람을 유도하여서 풍력발전기의 회전날개를 회전하 여 주도록 구성되는 유도장치에 대한 것이다.
또한, 상기 풍력발전기에서는 기술의 발달 등으로 강풍이 아닌 어느 정도의 약한 바람에서도 회전날개를 회전시켜서 발전이 가능 하는 것으로서, 상기 유도장치에서 풍향의 변화 및 기온차이로 발생하는 미풍에서는 상기 제공하는 유도관의 길이가 수십m에 달하는 대형으로서 상기 회전 날개를 회전할 수 있는 것이다.
본 발명은 자연 상태에서 존재하는 계절에 따른 바람의 부는 방향의 변화를 이용하여주도록, 상기 바람 유도장치를 부분적으로 회전하여 주어서 공기의 흡수력을 유도하여 주므로서, 상기 풍력발전기에서 회전날개의 회전으로 발생하는 회전익의 소음 방지를 예지하며, 종래의 계절에 따른 풍향의 변화와 바람에 대한 불균일성을 보다 더 균일하도록 제공으로서 풍력발전기에서 발전하는 전압을 높혀주면서 고품질의 전력을 생산하도록 제공하는 발명으로서 보다 더 실용적인 풍력발전기를 제공하는 발명이다.

Claims (3)

  1. 지중에 기소로 고정되면서 지면으로 돌출되어 소정의 높이로 구성되는 기둥(11)에 조립되는 발전장치(20)의 회전축(19)에 회전날개(18)가 수직으로 돌출되도록 조립으로 구성되면서, 기둥(11)의 하측부위에서 확대되면서 형성되는 입구(13)로 연결되는 통로(29)를, 단면이 역나팔형으로 점차 축소되면서 형성하는 통로(29)를 구성하는 벽면(32)을 기둥(11)의 하측부위에 조립구(45)와 베아링(35)과 하우징(36)으로 조립되면서 연결하면서 1차 만곡관(33)으로 만곡되면서 기둥(11)의 상측부위에 하측방향으로 조립구(45)와 베아링(35)과 하우징(36)으로 조립되면서 연결되는 통로(29)는 2차만곡관(34)으로 만곡되면서 출구(14)로 구성되는 발전기에 있어서,
    상기 회전날개(18)의 외측으로, 원통형으로 형성되는 상하측 안내판의 사이의 공간에다, 만곡방향으로 유도벽(17)와 유도구(22)으로 구성되는 유도장치(16)의 일측으로 출구(14)를 일체로 조립하여 주고,
    상기 기둥(11)의 상측단부에서 지지용 베아링(23)으로 유도장치(16)를 고정하여서 구성함을 특징으로 하는 풍력 유도 장치가 구비된 풍력 발전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출구(14)의 양측으로 형성되는 유도장치(16)의 일측인 유도구(22)에서 고정편(42)으로 일체하여주는 출구(14)가 구성되는 좌우측 옆의 유도구(22')에다 역나팔형의 보조유도구(25)를 일체 확대하여 형성하는 것을 특징으로 하는 풍력 유도 장치가 구비된 풍력 발전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유도장치(16)의 유도구(22)에서 일체로 고정되는 출구(14)의 반대방향의 상하측 안내판에 방향키(31)를 돌출하도록 고정하여 구성됨을 특징으로 하는 풍력 유도 장치가 구비된 풍력 발전기.
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