KR20100035289A - 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능하게 하는 복합발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전장치의 회전력발생수단인 풍차가 발전기동풍속에 도달하지 않아도 발전하기 위해 발전기동하는 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능하게 하는 복합발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정 바람에 의해 회전력을 발생하는 회전력발생수단과, 상기 회전력발생수단에 의해 발생된 회전력을 소정 기어조합에 의해 전달하는 회전력전달수단과, 상기 회전력전달수단에 의해 전달된 회전력으로 발전하는 풍력발전기와, 소정 바람에 의해 회전력을 얻어 바람의 세기를 측정하는 풍력측정수단과, 소정의 태양 빛에 의해 전기를 발전하는 태양광전지판과, 상기 풍력발전기와 태양광전지판에서 발생한 전기를 저장하는 충전부와, 상기 풍력발전기와 태양광전지판에서 생산되는 전력을 충전부에 축전하고, 생산된 전력을 수용가에 배급하며, 풍력이 약할 시 태양광전지판에서 생산되는 전력을 모터로 보내도록 제어하는 제어장치가 내장된 제어부와, 상기 제어부의 제어에 의해 태양광전지판에 의해 생산된 전원으로 구동하는 모터와, 상기 모터의 회전력을 전달하는 클러치를 더 포함하여 구성함으로써, 효율적으로 자연에너지를 이용하여 전력생산하고, 그 구조가 간단하여 설치 및 이동이 용이하고, 비용절감의 효과도 기대될 뿐만 아니라 비교적 발전효율이 우수한 풍력발전시스템을 계절별 또는 날씨별로 영향을 받지 않고, 풍력발전시스템이 구동할 수 있도록 하는 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능한 복합발전시스템을 제공한다.

풍력발전기, 태양광전지판, 모터, 제어부, 클러치, 충전부

Description

풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능하게 하는 복합발전시스템{That can correct generator starting wind velocity combined power generation system of Wind power generation device}

본 발명은 풍력발전장치의 회전력발생수단인 풍차가 발전기동풍속에 도달하지 않아도 발전하기 위해 발전기동하는 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능하게 하는 복합발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전력발생수단인 풍차가 회전할 수는 없는 미풍이 풍력계에서 감지되면 제어부에서 태양광으로 발전한 전기로 모터를 구동하고, 상기 모터의 회전력을 클러치로 회전력발생수단인 풍차에 보내어 풍력발전을 하도록 하여, 보다 효율적으로 자연에너지를 이용하여 전력생산하고, 그 구조가 간단하여 설치 및 이동이 용이하고, 비용절감의 효과도 기대될 뿐만 아니라 비교적 발전효율이 우수한 풍력발전시스템을 계절별 또는 날씨별로 영향을 받지 않고, 풍력발전시스템이 구동할 수 있도록 하는 효과가 있는 신규하고도 진보한 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능하게 하는 복합발전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 풍력발전장치는 풍차가 바람에 의해 회전되어 풍차로부터 얻은 회전동력을 전기적인 에너지로 변환하여 사용할 수 있게 한 것으로서, 상대적으로 저가의 설치비용으로 안전한 천연에너지를 얻을 수 있어 비교적 고지대나 바람이 많은 곳에 설치되어 있는 것이다.

근래에 설치되어 많이 사용되는 프로펠러형 풍력발전장치는 수직 입설된 지주의 선단에 회전력전달수단이 장착되어 있고, 상기 회전력전달수단의 일측에는 다수의 회전날개가 장착되어 있는 회전력발생수단인 풍차가 구비되어, 상기 회전력발생수단인 풍차의 회전날개가 바람에 의해 풍차를 회전하면 상기한 풍차의 회전동력을 회전력전달수단으로 발전기로 공급해 발전기에서 전기적인 에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 통상의 풍력발전용 풍차는 대용량의 전기적 에너지를 얻기 위해 대형화되는 추세이고, 전기한 바와 같이 대형화됨에 따라 기계적인 강도 및 설계적 안정성을 고려하고 제작하고 있으나, 풍차의 크기에 비례하여 풍차의 회전함에 있어 마찰저항력이 올라가 미풍이 부는 경우에는 풍차가 회전하지 못하므로 발전성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 소정 바람에 의해 회전력을 발생하는 회전력발생수단과, 상기 회전력발생수단에 의해 발생된 회전력을 소정 기어조합에 의해 전달하는 회전력전달수단과, 상기 회전력전달수단에 의해 전달된 회전력으로 발전하는 풍력발전기와, 소정 바람에 의해 회전력을 얻어 바람의 세기를 측정하는 풍력측정수단과, 소정의 태양 빛에 의해 전지를 발생하는 태양광전지판과, 상기 풍력발전기와 태양광전지판에서 발생한 전기를 저장하는 충전부와, 상기 풍력발전기와 태양광전지판에서 생산되는 전력을 충전부에 축전하고, 생산된 전력을 수용가에 배급하며, 풍력이 약할 시 태양광전지판에서 생산되는 전력을 모터로 보내도록 제어하는 제어장치가 내장된 제어부와, 상기 제어부의 제어에 의해 태양광전지판에 의해 생산된 전원으로 구동하는 모터와, 상기 모터의 회전력을 회전력발생수단에 전달하는 클러치를 더 포함하여 구성한 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능한 복합발전시스템을 제공함으로써, 종래의 문제점을 해소하는 것을 그 목적으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능한 복합발전시스템은 풍력으로 발전하는 풍력발전기와 태양 빛으로 발전하는 태양광전지판을 함께 구성하여 복합발전시스템을 구성하되, 풍력발전장치의 회전력발생수단인 풍차가 발전기동하지 못하는 바람이 불면 태양전지판에서 발전된 전기로 모터를 구동하고, 상기 모터에서 발생한 회전력을 클러치를 통해 풍력발전장치의 회전력발생수단에 전달하여 풍력발전장치가 발전기동하도록 구성하여, 효율적으로 자연에너지를 이용하여 전력생산하고, 그 구조가 간단하여 설치 및 이동이 용이하고, 비용절감의 효과도 기대될 뿐만 아니라 비교적 발전효율이 우수한 풍력발전시스템을 계절별 또는 날씨별로 영향을 받지 않고, 풍력발전시스템이 구동할 수 있도록 하는 효과가 있는 신규하고도 진보한 발명이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 바람의 힘으로 발전하는 풍력발전장치와 태양 빛을 받아 발전하는 태양광발전장치를 복합하여 발전하는 복합발전시스템을 구성함에 있어서,

소정 바람에 의해 회전력을 발생하는 회전력발생수단(10)과;

상기 회전력발생수단(10)에 의해 발생된 회전력을 소정 기어조합에 의해 전 달하는 회전력전달수단(20)과;

상기 회전력전달수단(20)에 의해 전달된 회전력으로 발전하는 풍력발전기(30)와;

소정 바람에 의해 회전력을 얻어 바람의 세기를 측정하는 풍력측정수단(40)과;

소정의 태양 빛에 의해 전기를 발전하는 태양광전지판(50)과;

상기 풍력발전기(30)와 태양광전지판(50)에서 발생한 전기를 저장하는 충전부(60)와;

상기 풍력발전기(30)와 태양광전지판(30)에서 생산되는 전력을 충전부(60)에 축전하고, 생산된 전력을 수용가에 배급하며, 풍력이 약할 시 태양광전지판(50)에서 생산되는 전력을 모터로 보내도록 제어하는 제어장치가 내장된 제어부(70)와;

상기 제어부(70)의 제어에 의해 태양광전지판(30)에 의해 생산된 전원으로 구동하는 모터(80)와;

상기 모터(80)의 회전력을 회전력발생수단(20)에 전달하는 클러치(90);를 더 포함하여 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능한 복합발전시스템을 구성한다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 지상에 설치되는 지주에 풍력발전장치와 태양광발전장치가 함께 구성되어 하나 복합발전장치를 구성하는데, 먼저 바람으로 풍력발전을 하기 위해 풍력발전장치를 살펴보면, 회전력발생수단(10)과 회전력전달수단(20)과 풍력발전기(30)로 풍력발전장치를 구성한다.

회전력발생수단(10)은 통상의 풍차를 칭하는데, 상기 풍차는 회전축을 구비한 몸체에 바람의 저항을 받기 위해 다수개의 날개를 구성하고 있어 소정 바람을 받아 회전축을 중심으로 회전력을 발생한다.

그리고 회전력전달수단(20)은 상기 회전력발생수단(10)에 의해 발생된 회전력을 회전축과 소정 기어조합을 한 기어박스를 통해 회전력을 발전기로 전달한다.

그리고 상기 풍력발전기(30)는 상기 회전력전달수단(20)에 의해 전달된 회전력을 받아 발전한다.

또한 태양 빛을 받아 발전하는 태양광발전장치를 살펴보면, 태양광전지판(50)으로 소정의 태양 빛에 의해 전기를 발전하는데, 태양 빛이 태양광전지판(50)에 조사되면 전지판의 반도체에서 전자의 이동에 의해 전기가 발생한다.

그리고 충전부(60)는 상기 풍력발전기(30)와 태양광전지판(50)에서 발생한 전기를 저장하는데, 상기 태양광전지판에서 발생된 전기를 모터에 공급하기 위한 측로가 스위치로 연결되어 있고, 상기 스위치는 제어부(70)의 콘트롤에 의해 조작된다.

그리고 제어부(70)는 상기 풍력발전기(30)와 태양광전지판(30)에서 생산되는 전력을 충전부(60)에 축전하고, 생산된 전력을 수용가에 배급하며, 풍력이 약할 시 태양광전지판(50)에서 생산되는 전력을 모터로 보내도록 제어하는 제어장치가 내장하고 있다.

그리고 상기 풍력발전장치에는 풍력측정수단(40)을 구성하여 소정 바람에 의 해 회전력을 얻어 바람의 세기를 측정한다.

그리고 모터(80)는 상기 제어부(70)의 제어에 의해 태양광전지판(30)에 의해 생산된 전원으로 구동한다.

그리고 클러치(90)는 상기 모터(80)의 회전력을 회전력발생수단(20)에 전달한다.

상기의 구성에 따라 본 발명의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이 풍력발전장치는 바람에 의해 회전력발생수단(10)이 회전하면 회전력전달수단(20)이 풍력발전기(30)로 회전력을 전달하여, 상기 풍력발전기(30)에서 전기를 발전한다.

그리고 태양광발전장치에서는 태양광전지판(50)이 태양 빛을 받아 전기 발전을 한다.

상기 풍력발전장치와 태양광발전장치에서 발전된 전기는 제어부(70)의 제어에 의해 충전부(60) 충전되는데, 상기 충전부(60)에 저장된 전기는 후단에 구성된 인버터(도시하지 않음)를 거쳐 부하 또는 수용가에 공급이 된다.

상기 풍력발전장치의 회전력발생수단(10)은 그 기계적 구조와 크기에 의해 저항력이 있어 소정 풍속이상일 때만 발전기동하는데, 상기 회전력발생수단(10)이 발전기동할 수 없는 미풍이 불면 회전력발생수단(10)이 회전을 하지 않아 발전을 하지 못하였다.

상기의 문제점을 극복하기 위해 매우 작은 풍속에도 회전력을 얻어 바람의 세기를 측정하는 풍력측정수단(40)을 복합발전시스템을 제어하는 상기 제어부(70) 에 연결하고, 상기 제어부(40)에서 풍력측정수단(40)에서 발생한 데이터를 분석하여, 회전력발생수단(10)을 발전기동하기 위해 태양광발전장치에서 발생한 전기를 모터(80)로 공급하도록 제어한다.

만약 상기 제어부(70)에서 풍력측정수단(40)으로 얻은 데이터가 회전력발생수단(10)가 발전기동하지 못하는 미풍이면 상기 제어부(70)에서 태양광발전장치에서 발생한 전기를 모터(80)로 공급하여 상기 모터(80)를 구동한다.

그리고 상기 모터(80)에서 발생한 회전력을 클러치(90)를 통해 회전력발생수단(10)에 공급되어 회전력발생수단(10)이 미풍에서도 회전하도록 한다.

이때 상기 모터의 출력은 회전력발생수단(10)이 발전기동하기 위해 필요한 풍속만큼 회전력을 가하는데, 실예로 풍력측정수단(40)으로 회전력발생수단(10)이 1.3~2.5m/sec이상 되어야 회전력발생수단(10)이 회전하여 발전을 하는데, 상기 1.3~2.5m/sec이하의 풍속이면 제어부(70)가 모터(80)를 구동하여 회전력발생수단(10)이 회전하도록 회전력을 클러치를 통해 공급한다.

도 1은 본 발명에 따른 구성을 보인 블록도

도 2는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 회전력발생수단 20: 회전력전달수단

30: 풍력발전기 40: 풍력측정수단

50: 태양광전지판 60: 충전부

70: 제어부 80: 모터

90: 클러치

Claims (1)

1. 바람의 힘으로 발전하는 풍력발전장치와 태양 빛을 받아 발전하는 태양광발전장치를 복합하여 발전하는 복합발전시스템을 구성함에 있어서,

   소정 바람에 의해 회전력을 발생하는 회전력발생수단과;

   상기 회전력발생수단에 의해 발생된 회전력을 소정 기어조합에 의해 전달하는 회전력전달수단과;

   상기 회전력전달수단에 의해 전달된 회전력으로 발전하는 풍력발전기와;

   소정 바람에 의해 회전력을 얻어 바람의 세기를 측정하는 풍력측정수단과;

   소정의 태양 빛에 의해 전기를 발전하는 태양광전지판과;

   상기 풍력발전기와 태양광전지판에서 발생한 전기를 저장하는 충전부와;

   상기 풍력발전기와 태양광전지판에서 생산되는 전력을 충전부에 축전하고, 생산된 전력을 수용가에 배급하며, 풍력이 약할 시 태양광전지판에서 생산되는 전력을 모터로 보내도록 제어하는 제어장치가 내장된 제어부와;

   상기 제어부의 제어에 의해 태양광전지판에 의해 생산된 전원으로 구동하는 모터와;

   상기 모터의 회전력을 회전력발생수단에 전달하는 클러치;를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 풍력발전장치의 발전기동풍속을 보정 가능한 복합발전시스템.

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