KR20090030519A - The wind power generator which uses the balloone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기구를 이용한 풍력 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부양식 기구에 발전부를 마련하여 바람의 방향에 관계없이 풍력을 이용하여 발전함은 물론, 기구의 높이를 조절하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 기구를 이용한 풍력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generation apparatus using a mechanism, and more specifically, to generate a power generation unit in the aquaculture mechanism to generate power using the wind regardless of the wind direction, as well as to improve the power generation efficiency by adjusting the height of the mechanism It relates to a wind power generator using a mechanism that can be made.
일반적으로 사용되고 있는 석유, 선탄, 천연가스 등 화석연료는 지하자원의 한계로 인해 멀지 않아 고갈하게 되며, 연소시 발생하는 일산화탄소와 질소산화물 등의 폐기가스로 인해 대기오염뿐만 아니라 오존층의 파괴와 지구의 온난화를 야기시켜 자연환경을 파괴하는 주범으로 대두되어 이의 대안으로 영구적으로 사용가능하며 환경을 오염시키지 않으면서 기술적, 경제적으로도 가장 유리한 신재생에너지 중의 하나인 풍력발전에 많이 관심이 모아지고 있다.Fossil fuels such as petroleum, coal, and natural gas, which are generally used, are not exhausted due to the limitations of underground resources. As the main culprit of destroying the natural environment by causing them to be destroyed, it is permanently available as an alternative and attracts much attention to wind power generation, which is one of the most advantageous renewable energy technically and economically without polluting the environment.
따라서, 이와 같은 맥락에서 유럽, 미국 등의 풍력 선진국에 뒤이어 최근 우리나라에서도 풍력발전 프로젝트와 풍력단지 건설이 활발하게 추진되고 있다.Therefore, in the same vein, following the advanced countries such as Europe and the United States, the wind power generation project and the construction of wind farms have been actively promoted in Korea.
한편, 풍력에너지를 생산하는 풍력발전단지를 건설할 때에는 사전에 해당 지 역의 풍속, 풍향 등 풍력의 상태를 측정하는 기본입지에 대한 조사를 실시한 후 도 1에 나타낸 바와 같이 고정형 풍력 발전기(10)를 설치하고 있다.On the other hand, when constructing a wind farm that produces wind energy after performing a survey on the basic location for measuring the state of the wind, such as wind speed, wind direction of the region in advance, as shown in Figure 1 fixed wind generator 10 Is installing.
상기 고정형 풍력 발전기(10)는 지면에 수직하게 설치되는 지지부(11)와, 그 지지부(11)의 상단에 설치되는 회전부(12)로 이루어져 있으며, 상기 회전부(12)의 후방에는 회전부(12)의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전부(13)가 내장되어 있는 것이다.The fixed wind generator 10 is composed of a support portion 11 installed perpendicular to the ground, and a rotating portion 12 is installed on the upper end of the support portion 11, the rear portion of the rotating portion 12, the rotating portion 12 The power generation unit 13 to produce electricity by using the rotational force of the will be built.
이와 같이 구성된 회전부(12)는 풍량 및 풍속에 의해서 회전되는 것이고, 상기 회전부(12)가 회전될 때 그 회전부(12)의 회전력을 전달받은 발전부(13)에서는 전기가 생산되는 것이다.The rotating part 12 configured as described above is rotated by the air volume and the wind speed, and when the rotating part 12 is rotated, electricity is produced in the power generation part 13 which receives the rotational force of the rotating part 12.
그러나 상술한 바와 같이 종래에는 풍력 발전기가 지면에 고정된 상태로 설치되어 있으므로, 해당 지역의 풍속 및 풍량이 감소될 경우에는 발전효율이 감소되는 문제점이 있었다. However, as described above, since the wind power generator is conventionally installed on the ground, there is a problem in that power generation efficiency is decreased when the wind speed and air volume of the corresponding area are reduced.
또한, 회전부를 정방향으로 회전시키지 못하는 방향으로 바람이 불 경우에는 상기 회전부가 원활하게 회전되지 못하거나, 역방향으로 회전되어 발전부에서 전기를 발생시키지 못하는 문제점이 있었다.In addition, when the wind blows in a direction that does not rotate in the forward direction, there was a problem that the rotation is not rotated smoothly, or rotated in the reverse direction to generate electricity in the power generation unit.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 부양식 기구에 발전부를 마련하여 바람의 방향에 따라서, 부양식 기구가 회전되므로 바람의 방향과 무관하게 발전부에서 전기를 발생시킬 수 있는 기구를 이용한 풍력 발전장치 를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to provide a power generation unit in the aquaculture mechanism according to the direction of the wind, because the aquaculture mechanism is rotated can generate electricity in the power generation unit irrespective of the wind direction It is to provide a wind power generator using a mechanism.
본 발명의 또 다른 목적은 해당지역의 풍량 및 풍속에 따라서 부양식 기구의 높이를 조절하여 발전효율을 극대화 시킬 수 있는 기구를 이용한 풍력 발전장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a wind power generator using a mechanism capable of maximizing power generation efficiency by adjusting the height of the aquaculture apparatus according to the wind volume and wind speed of the region.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.Referring to the characteristic configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
본 발명에 따른 기구를 이용한 풍력 발전장치는 내부에 충입된 공기보다 가벼운 가스에 의해서 부양하는 기구몸체와, 상기 기구몸체의 하부에 설치된 발전부와, 상기 기구몸체에 일단이 연결된 와이어가 감겨지도록 지면에 설치된 와이어드럼과, 상기 와이어드럼을 선택적으로 회전시키는 높이 조절부와, 상기 발전부에서 발전된 전기를 지면으로 공급하는 케이블이 감겨지는 케이블드럼과, 상기 케이블드럼을 회전시키는 케이블 조절부를 포함하여서 된 것이다.The wind power generator using the apparatus according to the present invention has a mechanism body that is supported by a lighter gas than the air filled therein, the power generation unit installed on the lower portion of the instrument body, the ground wire is connected to one end of the instrument body A wire drum installed in the cable drum, a height adjusting unit for selectively rotating the wire drum, a cable drum on which a cable for supplying electricity generated in the power generating unit to the ground is wound, and a cable adjusting unit for rotating the cable drum. will be.
또한, 상기 발전부는 바람에 의해서 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전력을 선택적으로 연결하는 동력 전달수단과, 상기 동력 전달수단을 통하여 전달되는 회전력을 감속하는 감속수단과, 상기 감속수단을 통하여 전달되는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전수단과, 상기 동력 전달수단을 제어하는 제어부 및 상기 발전수단에서 발생된 전기를 충전부로 공급하는 케이블로 이루어진 것이다.In addition, the power generation unit is impeller rotated by the wind, power transmission means for selectively connecting the rotational force of the impeller, deceleration means for reducing the rotational force transmitted through the power transmission means, and is transmitted through the deceleration means It is composed of a power generation means for generating electricity by using a rotational force, a control unit for controlling the power transmission means and a cable for supplying the electricity generated by the power generation means to the charging unit.
본 발명은 해당 지역의 풍량 및 풍속에 따라서, 발전수단이 마련된 기구몸체 의 높이를 조절하게 되므로 발전효율을 극대화 시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.The present invention has a peculiar effect of maximizing the power generation efficiency because it adjusts the height of the mechanism body provided with the power generation means according to the wind volume and wind speed of the region.
또한 본 발명은 바람의 방향과 함께 기구몸체가 회전되므로 바람의 방향이 변경되어도 연속적으로 전기를 발생시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.In addition, the present invention has a peculiar effect of continuously generating electricity even if the direction of the wind is changed because the mechanism body is rotated with the direction of the wind.
또한, 본 발명은 지면으로부터 부양된 발전수단에 의해서 전기가 발생되므로 소음으로 인한 공해를 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.In addition, the present invention has a unique effect that can prevent pollution due to noise because electricity is generated by the power generation means supported from the ground.
본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.When described with reference to the accompanying drawings showing the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 기구를 이용한 풍력 발전장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전장치 중 발전부의 상세 구성도이며, 도 4는 도 3의 A - A 선 단면도이다.2 is a schematic view showing a wind power generator using the mechanism according to the present invention, Figure 3 is a detailed configuration diagram of the power generation unit of the wind power generator according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
여기에서 참조 되는 바와 같이 본 발명은 공기보다 가벼운 가스가 내부에 충입되면, 공중으로 부양하는 기구몸체(100)가 마련되어 있고, 상기 기구몸체(100)의 하부에는 발전부(200)가 설치되어 있다.As referred to herein, when a gas lighter than air is filled therein, an
상기 발전부(200)는 풍력을 이용하여 전기를 발생시키기 위한 것으로서, 바람에 의해서 회전되는 임펠러(210)가 마련되어 있고, 상기 임펠러(210)에는 그 임펠러(210)의 회전력을 선택적으로 연결하는 동력 전달수단(220)이 마련되어 있되, 상기 동력 전달수단(220)은 회전력을 감소하기 위한 브레이크 및 회전력을 선택적으로 차단/공급하기 위한 클러치로 이루어져 있다.The
한편, 상기 동력 전달수단(220)에는 그 동력 전달수단(220)을 통하여 전달되는 회전력을 감속하는 감속수단(230)이 마련되어 있고, 상기 감속수단(230)에는 그 감속수단(230)을 통하여 전달되는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전수단(240)이 연결되어 있다.On the other hand, the power transmission means 220 is provided with a deceleration means 230 for reducing the rotational force transmitted through the power transmission means 220, the deceleration means 230 is transmitted through the deceleration means 230 Power generation means 240 for generating electricity by using the rotational force is connected.
그리고, 상기 동력 전달수단(220)에 설치된 블레이크 및 클러치의 동작을 제어하는 제어부(250)가 마련되어 있고, 상기 발전수단(240)에는 그 발전수단(240)에서 발생된 전기를 지면에 설치된 충전부(도면 미도시)로 공급하기 위한 케이블(420)이 연결되어 있다.And, the
한편, 상기 임펠러(210)의 전방에는 그 임펠러(210)로 전달되는 풍력을 조절하기 위한 댐퍼(260)가 설치되어 있되, 상기 댐퍼(260)는 모터(270)에 의해서 회전가능하게 설치되어 있고, 상기 모터(270)는 제어부(250)에 의해서 작동되는 것이다.On the other hand, a
또한, 상기 기구몸체(100)에는 와이어(320)의 일단이 연결되어 있고, 상기 와이어(320)의 타단은 지면에 설치된 와이어드럼(310)에 연결되어 있는 것으로서, 상기 와이어드럼(310)이 회전됨에 따라서, 와이어(320)가 감겨지거나 풀려지면서 기구몸체(100)의 높이를 조절하는 것이며, 상기 와이어드럼(310)에는 그 와이어드럼(310)을 선택적으로 회전시키는 높이 조절부(300)가 연결되어 있다.In addition, one end of the
그리고, 상기 발전부(200)에서 발생되는 전기를 공급하는 케이블(420)이 마련되어 있되, 상기 케이블(420)의 일단은 발전부(200)에 연결되어 있고, 타단은 지면에 설치된 케이블드럼(410)에 연결되어 있으며, 상기 케이블드럼(410)에는 그 케이블드럼(410)을 선택적으로 회전시키는 케이블 조절부(400)가 연결되어 있다.And, a
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described in detail as follows.
먼저, 본 발명에 따른 발전장치를 공중에 부양 시키고자 할 때에는 기구몸체(100)의 내부에 공기보다 가벼운 가스를 충입하는 것이며, 상기 기구몸체(100)에 가스가 충입되면, 그 기구몸체(100)는 공중으로 부양된다.First, in order to support the power generation apparatus according to the present invention to fill a gas lighter than air into the inside of the
상기 기구몸체(100)가 공중으로 부양될 때 와이어드럼(310) 및 케이블드럼(410)이 역방향으로 회전되면서, 와이어(320) 및 케이블(420)이 함께 풀려지게 되는 것으로서, 기구몸체(100)에 와이어(320) 및 케이블(420)이 연결된 상태를 유지하는 것이다.The
상기 기구몸체(100)의 부양 높이는 해당지역의 풍량 및 풍속에 따라서, 조절되는 것이다.The support height of the
즉, 기구몸체(100)에 가스의 충입이 완료된 상태에서 기구몸체(100)를 더욱 부양시키고자 할 때에는 높이 조절부(300)를 역 방향으로 작동시켜, 와이어드럼(310)을 역방향으로 회전시키면, 상기 와이어드럼(310)에 감겨진 와이어(320)가 풀려지는 것으로서, 기구몸체(100)는 더욱 높이 부양되는 것이고. 이때 케이블드럼(410)이 함께 회전되면서 케이블(420)이 함께 풀려지게 되는 것이다.That is, in order to further support the
또는 상기 기구몸체(100)의 높이를 감소시키고자 할 때에는 높이 조절부(300)를 정 방향으로 작동시켜, 와이어드럼(310)을 정방향으로 회전시키면, 상기 와이어드럼(310)에 와이어(320)가 감겨지는 것으로서, 기구몸체(100)의 높이가 감소되는 것이고, 이때 케이블 조절부(400)가 함께 작동되어 케이블드럼(410)이 회전되면서 케이블(420)이 감겨지게 되는 것이다.Or to reduce the height of the
상술한 바와 같이 기구몸체(100)의 높이를 조절하는 이유는 해당지역의 풍량 및 풍속에 따라서, 발전효율을 향상시키기 위한 것이다.The reason for adjusting the height of the
특정한 지역의 풍속 데이터를 이용하여 각 기간별 풍속데이터에 의해서 목표하는 발전효율을 만족하도록 기구몸체(100)의 높이를 조절하는 것이며, 표 1은 특정한 지역의 기간별 각 높이의 풍속 데이터를 관찰한 것이다.By using the wind speed data of a specific region to adjust the height of the
여기에서 참조되는 바와 같이 100M 이상의 상공에서는 지상보다 강한 바람이 항상 존재하는 것으로서, 기구몸체(100)의 높이를 각 기간에 따라서, 변경하는 것이다.As referred to herein, the wind stronger than the ground always exists in the air above 100M or more, and the height of the
[표 1]TABLE 1
한편, 상기와 같이 기구몸체(100)가 공중에 부양되면, 풍량 및 풍속에 의해서 임펠러(210)가 회전하게 되는 것이고, 그 임펠러(210)의 회전력은 감속수단(230)을 통하여 발전수단(240)으로 전달되는 것이다.On the other hand, when the
상기 발전수단(240)으로 회전력이 전달되면, 그 발전수단(240)에서 전기가 발생되는 것이고, 상기 발전수단(240)에서 발생된 전기는 케이블(420)을 통하여 지면으로 공급되는 것으로서, 상기 케이블(420)을 통하여 공급되는 전기는 충전부(도 면 미도시) 등의 목적지로 공급되는 것이다.When the rotational force is transmitted to the power generating means 240, the electricity is generated in the power generating means 240, the electricity generated in the
한편, 상기 발전수단(240)으로 공급되는 회전력을 감소시키거나, 차단할 때에는 제어부(250)에서 발생되는 제어신호에 의해서 동력 전달수단(220)의 브레이크 또는 클러치를 작동시키는 것이다.On the other hand, when reducing or interrupting the rotational force supplied to the power generating means 240 is to operate the brake or clutch of the power transmission means 220 by a control signal generated from the
그리고, 상기 임펠러(210)의 전방에 강풍이 작용할 경우에는 임펠러(210)가 고속으로 회전되면서 파손되는 것을 방지하기 위하여 제어부(250)에서 발생되는 제어신호에 의해서 모터(270)가 작동되고, 그 모터(270)의 작동에 의해서 댐퍼(260)가 회전되는 것으로서, 임펠러(210)의 파손을 방지하는 것이다.In addition, when a strong wind acts on the front of the
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 와이어(320)의 감김/풀림으로 기구몸체(100)의 높이를 조절하는 것으로서, 풍량 및 풍속에 따라서, 발전위치(발전수단의 높이)를 조절하여 발전효율이 향상되는 것이다.According to the present invention as described above, by adjusting the height of the
또한, 바람의 방향에 따라서 기구몸체(100)가 회전하게 되므로 바람의 방향이 변경되어도 발전수단(240)이 연속적으로 작동되어 전기를 발생시킬 수 있는 것이다.In addition, since the
그리고, 지면으로부터 부양된 상태로 발전하게 되므로 소음으로 인한 환경오염을 방지할 수 있는 것이다. And, since it is developed in a suspended state from the ground will be able to prevent environmental pollution due to noise.
도 1은 종래의 고정형 풍력 발전기를 나타낸 측면도.1 is a side view showing a conventional fixed wind generator.
도 2는 본 발명에 따른 기구를 이용한 풍력 발전장치를 나타낸 개략도.2 is a schematic view showing a wind turbine generator using the apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 풍력 발전장치 중 발전부의 상세 구성도.Figure 3 is a detailed configuration of the power generation unit of the wind power generator according to the present invention.
도 4는 도 3의 A - A 선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 기구몸체 200 : 발전부100: body 200: power generation unit
210 : 임펠러 220 : 동력 전달수단210: impeller 220: power transmission means
230 : 감속수단 240 : 발전수단230: deceleration means 240: power generation means
250 : 제어부 260 : 댐퍼250: control unit 260: damper
270 : 모터 300 : 높이 조절부270: motor 300: height adjustment
310 : 와이어드럼 320 : 와이어310: wire drum 320: wire
400 : 케이블 조절부 410 : 케이블드럼400: cable control unit 410: cable drum
420 : 케이블420: cable
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