KR20100109093A - 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치 - Google Patents

태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제1회전축이 제2회전축의 상단부 외면에 삽입되고, 풍력수용부가 풍력을 수직으로 수용하도록 제어되면서 제1회전축과 함께 회전하여 풍력발전을 하우징 내에서 수행하고, 태양광 발전부가 풍력수용부 상부에 설치되어 풍력수용부와 함께 회전하거나 고정되어 있으면서 태양광을 수직으로 수광하도록 제어되면서 태양광 발전을 수행하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 하나의 장치에서 태양광 발전과 풍력발전을 동시에 수행할 수 있어 시설상의 낭비가 절감되는 효과가 있다. 또한, 수광각도 또는 풍력 수용 각도를 조절할 수 있어 발전 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 도심의 가로등의 상부에 설치가 가능하여, 기존의 기반 시설의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
태양광 발전, 풍력 발전

Description

태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치{COMPLEX GENERATOR USING SOLAR AND WIND}
본 발명은 태양전지패널을 이용한 태양광 발전과, 바람에 의한 풍력을 이용하여 발전기를 가동시키는 풍력 발전을 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 관한 것이다.
태양이나 바람, 물과 같이 거의 무한적인 자연에너지를 이용하는 발전이 가장 이상적인 대체 에너지원이라는 인식 하에 많은 기술이 연구되어 소개되고 있다. 예를 들어 태양광을 이용한 태양발전 또는 풍력을 이용한 풍력발전이 진행되고 있다.
하지만, 태양발전 및 풍력발전은 비용상의 문제와 공간상의 문제를 안고 있으며 많은 투자비와 생산의 극대화를 이루지 못하고 있는 문제가 있다.
또한, 태양발전은 한 개의 시설과 시스템을 설치하는데 막대한 면적과 경비가 들었고, 풍력 발전 시설은 태양발전과 별개로 설치되기 때문에 풍력발전을 위한 기초시설의 면적과 시설 경비가 많이 소비되는 문제가 있다.
또한, 흐린 날은 태양광 발전이 불가능하고, 바람이 불지 않는 날은 풍력 발 전 장치에 의한 전력 생산을 기대할 수 없는 등, 개별적으로 설치된 발전 설비는 날씨의 영향을 많이 받기 때문에 시설상의 낭비가 초래되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는, 제1회전축이 제2회전축의 상단부 외면에 삽입되고, 풍력수용부가 풍력을 수직으로 수용하도록 제어되면서 제1회전축과 함께 회전하여 풍력발전을 하우징 내에서 수행하고, 태양광 발전부가 풍력수용부 상부에 설치되어 풍력수용부와 함께 회전하거나 고정되어 있으면서 태양광을 수직으로 수광하도록 제어되면서 태양광 발전을 수행하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치는, 태양발전 및 풍력발전을 수행할 수 있는 복합발전장치에 있어서, 제2회전축의 상단부 외면에 삽입되어, 풍력수용부에서 전달받은 풍력에 의해 회전하는 제1회전축; 상기 제1회전축의 상단부와 제1회전결합을 형성하고, 하단부에 안착되는 상기 제1회전축의 하단부와 제3회전결합을 형성하는 상기 제2회전축; 중앙부가 상기 제1회전축 또는 상기 제2회전축의 상단에 부착되고, 수광되는 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양광 발전부; 상기 태양광 발전부의 하부에 위치하면서, 중앙부가 상기 제1회전축의 상단 외측에 고정되게 결합하여, 풍력을 수용하여 상기 제1회전축과 함께 회전하는 상기 풍력수용부; 상기 태양광 발전부의 상면에 위치하면서, 상기 태양광의 수광각도에 대한 태양광정보를 감지하거나, 풍향 또는 풍속에 대한 풍향풍속정보를 감지하는 감지부; 상기 풍력수용부의 하부에 위치하고, 하면이 상기 제2회전축의 중앙부의 외측면에 고정결합을 형성하고, 상면에서 제2회전결합을 형성하면서 삽입되는 상기 제1회전축의 하부에서 회전력을 전달받아 상기 풍력발전을 하고, 전달받은 상기 태양광정보 또는 상기 풍향풍속정보에 대응하여 각도조절부를 제어하는 하우징; 상기 하우징의 하부에 위치하고, 상기 컨트롤부의 제어에 의해 상기 태양광이 상기 태양광 발전부에 수직으로 수광하거나, 상기 풍력수용부가 상기 풍력을 수직으로 수용하도록, 상기 태양광 발전부 또는 상기 풍력수용부의 수평 또는 수직각도를 조절하는 상기 각도조절부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태양광 발전부는, 프레임 중앙부에 제1결합홀을 형성하는 원형판 형상의 프레임; 및 상기 프레임의 상면에 배치되어, 상기 태양광을 상기 전기에너지로 변환하는 태양전지패널을; 포함하고, 상기 제1결합홀의 내측면 또는 상기 프레임 중앙부의 저면이 상기 제1회전축 또는 상기 제2회전축의 상단에 고정되게 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 풍력수용부는, 상기 태양광 발전부의 하부에 위치하고, 지지부 중앙부에 제2결합홀을 형성하는 원형판 형상의 날개 지지부; 및 일 단이 상기 날개 지지부의 둘레에 장착되고, 원호형으로 활곡되게 형성되어 상기 풍력을 수용하는 다수의 풍력날개를; 포함하고, 상기 제2결합홀의 내측면이 상기 제1회전축의 상단에 고정되게 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 풍력날개는, 하부에서 상기 원호형에 대응하는 원통관을 더 고정되게 부착하여 상기 풍력을 유입하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는, 하부가 상기 태양광 발전부의 프레임의 중앙부에 장착되어, 초음파 측정방식으로 상기 풍향풍속정보를 감지하는 풍향풍속계; 또는 상기 프레임의 중앙부 상면 또는 상기 풍향풍속계의 상면에 장착되어, 상기 컨트롤부의 제어에 의해 상기 태양광정보를 감지하는 태양광추적센서를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은, 삽입되는 상기 제1회전축의 하단면에 고정되게 부착되어 상기 회전력을 전달받는 제1기어; 상기 제1기어와 맞물리면 장착되어, 상기 회전력을 증대하는 하나 이상의 제2기어; 상기 제2기어 각각을 제1회전축을 통해 결합하여, 전달받은 상기 회전력에 의해 상기 풍력발전을 하는 하나 이상의 발전기; 상기 제1기어의 하부에서 상기 제1기어의 회전속도를 제어하는 속도제어장치; 및 전달받은 상기 태양광정보 또는 상기 풍향풍속정보에 대응하여 전기적으로 연결되는 상기 각도조절부를 작동을 제어하고, 상기 발전기의 발전기속도를 전기적으로 감지하여 전기적으로 연결되는 상기 속도제어장치의 작동을 제어하는 컨트롤부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤부는, 전달받은 상기 태양광정보를 분석하여 상기 태양광 발전부에 대한 상기 태양광의 상기 수광각도가 수직이 되도록 상기 각도조절부를 제어하는 수광각도제어부; 상기 풍향풍속정보를 분석하여 상기 풍력수용부가 상기 풍향을 수직으로 수용하도록 상기 각도조절부를 제어하는 풍향각도제어부; 하나 이상의 상기 발전기에 대해 전기적으로 감지되는 상기 발전기속도에 대응하여 상기 속도제어 장치를 제어하는 속도제어부; 및 상기 풍향풍속정보에 대응하여 상기 태양광추적센서의 구동을 제어하는 태양광추적센서제어부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각도조절부는, 상기 컨트롤부의 제어에 의해, 수평회전력을 출력하는 제1동력장치와, 수직회전력 또는 선형추진력을 출력하는 제2동력장치를 구비하는 구동부; 상기 구동부의 상부에서 위치하고, 전달받은 상기 수평회전력을 상기 제2회전축의 축방향으로 제공하여 상기 수평각도를 조절하는 수평각도조절부; 및 상기 수평각도조절부의 상부에 위치하면서 전달받은 상기 수직회전력 또는 상기 선형추진력을 상기 제2회전축의 축방향과 수직되게 제공하여 상기 수직각도를 조절하는 수직각도조절부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 하나의 장치에서 태양광 발전과 풍력발전을 동시에 수행할 수 있어 시설상의 낭비가 절감되는 효과가 있다. 또한, 수광각도 또는 풍력 수용 각도를 조절할 수 있어 발전 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 도심의 가로등의 상부에 설치가 가능하여, 기존의 기반 시설의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 분해 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 이하 설명한다.
본 발명은, 제2회전축(20)의 상단부 외면에 삽입되어, 풍력수용부(40)에서 전달받은 풍력에 의해 회전하는 제1회전축(10); 상기 제1회전축(10)의 상단부와 제1회전결합을 형성하고, 하단부에 안착되는 상기 제1회전축(10)의 하단부와 제3회전결합을 형성하는 상기 제2회전축(20); 중앙부가 상기 제1회전축(10) 또는 상기 제2회전축(20)의 상단에 부착되고, 수광되는 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양광 발전부(30); 상기 태양광 발전부(30)의 하부에 위치하면서, 중앙부가 상기 제1회전축(10)의 상단 외측에 고정되게 결합하여, 풍력을 수용하여 상기 제1회전축(10)과 함께 회전하는 상기 풍력수용부(40); 상기 태양광 발전부(30)의 상면에 위치하면서, 상기 태양광의 수광각도에 대한 태양광정보를 감지하거나, 풍향 또는 풍속에 대한 풍향풍속정보를 감지하는 감지부(50); 상기 풍력수용부(40)의 하부에 위치하고, 하면이 상기 제2회전축(20)의 중앙부의 외측면에 고정결합을 형성하고, 상면에서 제2회전결합을 형성하면서 삽입되는 상기 제1회전축(10)의 하부에서 회전력을 전달받아 상기 풍력발전을 하고, 전달받은 상기 태양광정보 또는 상기 풍향풍속정보에 대응하여 각도조절부(80)를 제어하는 하우징(60); 상기 하우징(60)의 하부에 위치하고, 상기 컨트롤부(70)의 제어에 의해 상기 태양광이 상기 태양광 발 전부(30)에 수직으로 수광하거나, 상기 풍력수용부(40)가 상기 풍력을 수직으로 수용하도록, 상기 태양광 발전부(30) 또는 상기 풍력수용부(40)의 수평 또는 수직각도를 조절하는 상기 각도조절부(80)를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1회전축(10)은, 내측을 관통하는 제1중공홀(12)을 형성하여, 상기 제1중공홀(12)에 상기 제2회전축(20)의 상단부 외면이 삽입된다. 그리고 상단 내측면이 상기 제2회전축(20)의 상단 외측면과 제1베어링(14)을 통해 제1회전결합을 하고, 하단부의 외측면이 상기 하우징(60)의 상면 중앙부와 제2베어링을 통해 제2회전결합을 한다. 또한, 하단면이 안착부(24)와 제3베어링(17)을 통해 제3회전결합을 하고, 상기 제1 내지 제3베어링 각각은 미약한 상기 풍력에도 상기 제1회전축(10)이 수월하게 회전할 수 있게 한다.
상기 제2회전축(20)은, 내측을 관통하게 형성되는 제2중공홀(22); 상기 제1중공홀(12)에 삽입되어 제1회전결합을 형성하면서 관통하는 상단; 하부에서 상부를 향하는 위치에서, 외측면에서 돌출되게 형성되어 안착하는 상기 제1회전축(10)의 하단면과 제3회전결합하는 안착부(24); 및 하단부 양 측면에서 하방으로 돌출되게 형성되고, 각각 제1핀홀(26)를 각각 구비하는 한 쌍의 결합편(25)을; 구비할 수 있다.
상기 태양광 발전부(30)가 프레임 중앙부에 제1결합홀(34)을 형성하는 원형판 형상의 프레임(32); 및 상기 프레임(32)의 상면에 배치되어, 상기 태양광을 상기 전기에너지로 변환하는 태양전지패널(36)을; 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 태양광 발전부(30)는 제1결합홀(34)의 내측면 또는 상기 프레 임 중앙부의 저면이 상기 제2회전축(20)의 상단에 고정되게 부착되어 고정되어 풍력에 의해 회전하지 않는다.
상기 태양전지패널(36)은 집광부 및 셀들이 그룹화되어 배치된 모듈로 구성되어, 발전기의 도움 없이 태양빛을 직접 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전축(20)의 상단이 상기 제1결합홀(34)에 위치하면서 상기 프레임(32)과 고정되게 부착될 수 있다.
또는, 도시하지는 않았지만, 상기 제2회전축(20)의 상단이 상기 프레임(32)의 저면 중앙부에서 상기 프레임(32)과 고정되게 부착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 태양광 발전부의 다른 부착예를 나타내는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 상기 태양광 발전부(30)가, 프레임 중앙부에 제1결합홀(34)을 형성하는 원형판 형상의 프레임(32); 및 상기 프레임(32)의 상면에 배치되어, 상기 태양광을 상기 전기에너지로 변환하는 태양전지패널(36)을; 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1결합홀(34)의 내측면 또는 상기 프레임 중앙부의 저면이 상기 제1회전축(10)의 상단에 고정되게 부착되어 풍력에 의해 회전할 수 있다.
상기 풍력수용부(40)는, 상기 태양광 발전부(30)의 하부에 위치하고, 지지부 중앙부에 제2결합홀(44)을 형성하는 원형판 형상의 날개 지지부(42); 및 일 단이 상기 날개 지지부(42)의 둘레에 장착되고, 원호형으로 활곡되게 형성되어 상기 풍력을 수용하는 다수의 풍력날개(46)를; 포함하고, 상기 제2결합홀(44)의 내측면이 상기 제1회전축(10)의 상단에 고정되게 부착될 수 있다.
상기 날개 지지부(42)는 상기 태양전지패널(36) 보다 크게 형성되어, 부착되는 상기 풍력날개(46)가 회전할 때 상기 태양전지패널(36)과 간섭되지 않게 하는 것이 바람직하다.
상기 풍력날개(46)는 도시된 바와 같이 원호형으로 활곡되어 상기 풍력을 수용할 수 있는 오목홈을 형성하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 풍력날개(46)가 상기 풍력을 수용하면, 상기 제1회전축(10)과 일체로 회전할 수 있다.
상기 풍력날개(46)의 장착 위치는 도시된 바와 같은 위치가 선정되거나, 상기 날개지지부(42)의 상면 또는 하면에 장착될 수 있음은 당연하다.
상기 풍력날개(46)가 구비되는 수는 미리 설정된 개수가 상기 날개지지부(42)에 배치되어 사용될 수 있다.
상기 풍력수용부(40)의 회전방향은 도시된 바와 같은 시계방향 또는 도시되지 않은 반시계방향 중 하나가 선택될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 풍력날개의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 풍력날개(46)는, 하부에서 상기 원호형에 대응하는 원통관(48)을 더 고정되게 부착하여 상기 풍력을 유입할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 원통관(48)은 상기 풍력을 상기 풍력날개(46)보다 더 오랜 시간 동안 담을 수 있어, 상기 날개 지지부(42)의 회전을 더 많이 일으킬 수 있다.
상기 감지부(50)는, 하부가 상기 태양광 발전부(30)의 프레임(32)의 중앙부에 장착되어, 초음파 측정방식으로 상기 풍향풍속정보를 감지하는 풍향풍속계(52); 또는 상기 프레임(32)의 중앙부 상면 또는 상기 풍향풍속계(52)의 상면에 장착되어, 상기 컨트롤부(70)의 제어에 의해 상기 태양광정보를 감지하는 태양광추적센서(54)를; 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 풍향풍속계(52)는 세 개의 초음파 센서가 구비되어, 세 개의 상기 초음파 센서는 서로 초음파를 발사하고 수신하여, 상기 초음파 센서 사이를 스치는 풍속에 따라 초음파의 이동속도가 다르므로 이를 이용하여 풍향과 풍속에 대한 상기 풍향풍속정보를 수집할 수 있는데, 상기 프레임(32)의 상기 제1결합홀(34)에 삽입되면서 상기 제2회전축(20)의 상단에 장착될 수 있다.
또는, 상기 제2회전축(20)의 상단이 상기 프레임(32)의 저면 중앙부에서 상기 프레임(32)과 부착되는 경우, 상기 풍향풍속계(52)는 상기 프레임(32)의 중앙부 상면에 장착될 수 있다.
이때, 감지된 상기 풍향풍속정보는, 상기 제2회전축(20)의 내측에 형성되는 제2중공홀(22)에 배치되는 상기 전선 케이블(56)을 통해 상기 컨트롤부(70)에 전달될 수 있다.
상기 태양광추적센서(54)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 풍향풍속계(52)의 상면에 장착되어 상기 태양광정보를 감지하고, 상기 제2회전축(20)의 내측에 형성되는 제2중공홀(22)에 배치되는 적어도 하나 이상의 전선 케이블(56)을 통해 상기 컨트롤부(70)에 전달할 수 있다.
또한, 본 발명에 상기 풍향풍속계(52)가 구비되지 않으면, 상기 태양광추적센서는 상기 태양광 발전부(30)의 중앙부 상면에 장착되어 상기 태양광정보를 상기 컨트롤부(70)에 전달할 수 있다.
상기 하우징(60)은, 삽입되는 상기 제1회전축(10)의 하단면에 고정되게 부착되어 상기 회전력을 전달받는 제1기어(62); 상기 제1기어(62)와 맞물리면 장착되어, 상기 회전력을 증대하는 하나 이상의 제2기어(64); 상기 제2기어(64) 각각을 제1회전축(10)을 통해 결합하여, 전달받은 상기 회전력에 의해 상기 풍력발전을 하는 하나 이상의 발전기(66); 상기 제1기어(62)의 하부에서 상기 제1기어(62)의 회전속도를 제어하는 속도제어장치(68); 및 전달받은 상기 태양광정보 또는 상기 풍향풍속정보에 대응하여 전기적으로 연결되는 상기 각도조절부(80)를 작동을 제어하고, 상기 발전기(66)의 발전기속도를 전기적으로 감지하여 전기적으로 연결되는 상기 속도제어장치(68)의 작동을 제어하는 컨트롤부(70)를; 포함할 수 있다.
상기 제1기어(62)는 상기 제2기어(64)보다 크게 형성되어, 상기 제1회전축(10)에서 전달받은 상기 회전력을 증폭하여 상기 제2기어(64)에 제공하는 것이 바람직하다.
증폭된 상기 회전력에 의해 상기 발전기(66)의 발전기속도가 커져 발전 효율이 향상될 수 있다.
상기 제1기어(62) 하부에 위치하여 브레이크 기능을 수행하는 속도제어장치(68)에 의해 회전속도가 제어될 수 있다.
상기 발전기(66) 각각은 상기 하우징(60)의 하부에 고정되게 설치되어, 상기 컨트롤부(70) 및 구비되는 축전기와 전기적으로 연결되어 있어, 발전되는 전기를 상기 제1중공홀(12)에 배치되는 상기 전선 케이블(56)을 통해 상기 축전기에 전달할 수 있고, 상기 컨트롤부(70)에 의해 상기 발전기 속도가 감지될 수 있다.
상기 발전기(66)의 수량은 1~4개를 설치할 수 있고, 나아가 상기 제1기어(62)에 추가로 상기 제2기어(64)를 부착하여 상기 발전기(66)를 더 추가할 수 있다.
상기 속도제어장치(68)의 저면은 상기 하우징(60)의 하부에 고정되어 있으면서 평상시에는 상기 제1기어(62)의 저면과도 떨어져 있다. 하지만, 상기 컨트롤부(70)의 제어에 의해 상방으로 신장되면서, 상면이 상기 제1기어(62)에 맞닿아 브레이크 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 상기 속도제어장치(68)에 의해 강풍시에 상기 발전기는 최고 발전기속도 범위 내에서 발전을 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 컨트롤부의 구성도이다. 도 7을 참조하면, 상기 컨트롤부(70)는, 전달받은 상기 태양광정보를 분석하여 상기 태양광 발전부(30)에 대한 상기 태양광의 상기 수광각도가 수직이 되도록 상기 각도조절부(80)를 제어하는 수광각도제어부(72); 상기 풍향풍속정보를 분석하여 상기 풍력수용부(40)가 상기 풍향을 수직으로 수용하도록 상기 각도조절부(80)를 제어하는 풍향각도제어부(74); 하나 이상의 상기 발전기(66)에 대해 전기적으로 감지되는 상기 발전기속도에 대응하여 상기 속도제어장치(68)를 제어하는 속도제어부(76); 및 상기 풍향풍속정보에 대응하여 상기 태양광 추적센서(54)의 구동을 제어하는 태양광추적센서제어부(78)를; 포함할 수 있다.
상기 수광각도제어부(72)는 상기 태양광추적센서(54)에 수광되는 상기 태양광의 상기 수광각도를 감지하여, 상기 수광각도가 수직이 되도록 상기 각도조절부(80)를 제어하는 전기신호를 출력할 수 있다.
상기 풍향각도제어부(74)는 상기 풍향풍속계(52)에서 감지되는 상기 풍향에 대한 상기 풍향풍속정보를 감지하여, 상기 풍력날개(46)의 중앙부가 상기 풍력을 수직으로 수용하도록 상기 각도조절부(80)를 제어하는 전기신호를 출력할 수 있다.
상기 속도제어부(76)는 상기 발전기속도가 미리 정해진 기준 값을 초과하면, 상기 속도제어장치(68)로 하여금 상기 제1기어(62)의 회전에 제동을 가할 수 있도록 제어하는 전기신호를 출력할 수 있다.
본 발명은 기본적으로는 풍력에 의해 전기를 발생시키는 것이지만 바람이 불지 않으면, 상기 태양광 발전부(30)에 의해 상기 태양발전이 진행될 수 있다.
상기 태양광추적센서제어부(78)는 상기 풍향풍속정보가 미리 설정된 값 이하이면, 상기 태양광추적센서(54)가 상기 태양광정보를 감지하도록 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 각도조절부의 확대 단면도이다. 도 8을 참조하면, 상기 각도조절부(80)는, 상기 컨트롤부(70)의 제어에 의해, 수평회전력을 출력하는 제1동력장치(88)와, 수직회전력을 출력하는 제2동력장치(90)를 구비하는 구동부(82); 상기 구동부(82)의 상부에서 위치하고, 전달받은 상기 수평회전력을 상기 제2회전축(20)의 축방향으로 제공하여 상기 수평각도를 조절하는 수평각도조절부(84); 및 상기 수평각도조절부(84) 의 상부에 위치하면서 전달받은 상기 수직회전력을 상기 제2회전축(20)의 축방향과 수직되게 제공하여 상기 수직각도를 조절하는 수직각도조절부(86)를; 포함할 수 있다.
상기 구동부(82)는 박스(92)를 구비하고, 상기 박스(92)의 내부에 상기 제1동력장치(88) 및 상기 제2동력장치(90)가 내장될 수 있다. 이 경우, 상기 박스(92)가 가로등, 신호등의 지지기둥(94)의 상부에 장착되어 상기 가로등 신호등의 전원으로 공급되거나, 다른 전기제품의 전원공급을 위해 통상의 기술 수단으로 저장될 수 있다. 또한, 본 발명은 이동식 차량에 장착되어 풍력 또는 태양광 발전을 할 수 있음은 당연하다.
상기 제1동력장치(88)는 상기 컨트롤부(70)에서 인가되는 상기 전기신호에 대응하여 상기 수평회전력을 출력한다. 즉, 상기 제1동력장치(88)는 상기 태양광 발전부(30)의 상면이 상기 태양의 이동 경로에 따르는 상기 수평회전력을 출력할 수 있다.
상기 제2동력장치(90)는 상기 컨트롤부(70)에서 인가되는 상기 전기신호에 대응하여 상기 수직회전력을 출력하는데, 예를 들어, 상기 태양의 고도에 대응하여 상기 태양광 발전부(30)가 상기 태양광을 수직으로 수광하도록 상기 수직회전력을 출력할 수 있고, 상기 풍향에 대응하여 상기 풍력수용부(40)가 상기 풍력을 수직으로 수용하도록 상기 수직회전력을 출력할 수 있다.
상기 수평각도조절부(84)는 상기 박스(92)의 상부에서 내측으로 관입되면서 상기 제1동력장치(88)와 결합하여 상기 수평회전력을 전달받는다.
또한, 상기 수평각도조절부(84)는 상단 양 측면을 관통하는 제2핀홀(96)을 형성하여, 상기 제2회전축(20)의 결합편(25) 및 상기 수직각도조절부(86)와 핀결합을 형성할 수 있다.
즉, 상기 수평각도조절부(84)의 상단이 한 쌍의 상기 결합편(25) 사이에 안착한 후, 상기 결합편(25)의 상기 제1핀홀(26) 및 상기 제2핀홀(96)을 상기 수직각도조절부(86)삽입되면서 핀결합을 형성할 수 있다.
이 경우, 하나의 상기 제1핀홀(26)의 내측면은 기어홈(28)을 형성하여, 수직각도조절부(86)에 구비되는 수직기어(100)가 밀착되어 결합될 수 있다.
상기 수직각도조절부(86)는, 상기 제1핀홀(26) 및 상기 제2핀홀(96)을 관통하여 삽입되는 회전로드(98); 및 상기 회전로드(98)의 일단에 구비되어, 상기 기어홈(28)에 밀착되게 삽입되는 상기 수직기어(100)를; 구비하고, 상기 수직기어(100)의 후방에서 상기 회전로드(98)의 끝단부에 형성되어 동력전달부재(102)의 일단이 장착되어 상기 제2동력장치(90)에서 동력을 전달받아, 상기 수직각도조절부(86)를 버팀대로 하여 상기 수직각도를 조절할 수 있다.
상기 동력전달부재(102)는 도시된 바와 같은 체인이 구비될 수 있고, 나아가 벨트가 동원될 수 있음은 당연하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 각도조절부의 다른 예를 확대한 단면도이다. 도 9를 참조하면, 상기 각도조절부는, 상기 컨트롤부(70)의 제어에 의해, 수평회전력을 출력하는 제1동력장치(88)와, 선형추진력을 출력하는 제2동력장치(106)를 구비하는 구동부(82); 상기 구동부(82) 의 상부에서 위치하고, 전달받은 상기 수평회전력을 상기 제2회전축(20)의 축방향으로 제공하여 상기 수평각도를 조절하는 수평각도조절부(84); 및 상기 수평각도조절부(84)의 상부에 위치하면서 전달받은 상기 선형추진력을 상기 제2회전축(20)의 축방향과 수직되게 제공하여 상기 수직각도를 조절하는 수직각도조절부(86)를; 포함할 수 있다
상기 구동부(82), 상기 제1동력장치(88) 및 상기 수평각도조절부(84)의 구성은 상술한 바와 동일하다.
상기 제2동력장치(106)는 상기 컨트롤부(70)에서 인가되는 상기 전기신호에 대응하여 상기 선형추진력을 출력할 수 있다. 상기 제2동력장치는 상기 선형추진력을 출력할 수 있는 다양한 수단이 동원될 수 있다.
상기 수직각도조절부(86)는, 상기 제1핀홀(26) 및 상기 제2핀홀(96)을 관통하여 삽입되는 회전로드(98); 및 상기 회전로드(98)의 일단에 돌출되게 구비되어, 동력전달부재(104)가 힌지결합(108)하는 회전바(110)를; 구비할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 태양광 발전부의 다른 부착예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 풍력날개의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 컨트롤부의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 각도조절부의 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치에 따른 각도조절부의 다른 예를 확대한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10: 제1회전축 20: 제2회전축
24: 안착부 30: 태양광 발전부
36: 태양전지패널 40: 풍력수용부
50: 감지부 52: 풍향풍속계
54: 태양광추적센서 60: 하우징
62: 제1기어 66: 발전기
68: 속도제어장치 70: 컨트롤부
80: 각도조절부 82: 구동부
84: 수평각도조절부 86: 수직각도조절부

Claims (8)

  1. 태양발전 및 풍력발전을 수행할 수 있는 복합발전장치에 있어서,
    제2회전축의 상단부 외면에 삽입되어, 풍력수용부에서 전달받은 풍력에 의해 회전하는 제1회전축;
    상기 제1회전축의 상단부와 제1회전결합을 형성하고, 하단부에 안착되는 상기 제1회전축의 하단부와 제3회전결합을 형성하는 상기 제2회전축;
    중앙부가 상기 제1회전축 또는 상기 제2회전축의 상단에 부착되고, 수광되는 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양광 발전부;
    상기 태양광 발전부의 하부에 위치하면서, 중앙부가 상기 제1회전축의 상단 외측에 고정되게 결합하여, 풍력을 수용하여 상기 제1회전축과 함께 회전하는 상기 풍력수용부;
    상기 태양광 발전부의 상면에 위치하면서, 상기 태양광의 수광각도에 대한 태양광정보를 감지하거나, 풍향 또는 풍속에 대한 풍향풍속정보를 감지하는 감지부;
    상기 풍력수용부의 하부에 위치하고, 하면이 상기 제2회전축의 중앙부의 외측면에 고정결합을 형성하고, 상면에서 제2회전결합을 형성하면서 삽입되는 상기 제1회전축의 하부에서 회전력을 전달받아 상기 풍력발전을 하고, 전달받은 상기 태양광정보 또는 상기 풍향풍속정보에 대응하여 각도조절부를 제어하는 하우징;
    상기 하우징의 하부에 위치하고, 상기 컨트롤부의 제어에 의해 상기 태양광 이 상기 태양광 발전부에 수직으로 수광하거나, 상기 풍력수용부가 상기 풍력을 수직으로 수용하도록, 상기 태양광 발전부 또는 상기 풍력수용부의 수평 또는 수직각도를 조절하는 상기 각도조절부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 발전부는,
    프레임 중앙부에 제1결합홀을 형성하는 원형판 형상의 프레임; 및
    상기 프레임의 상면에 배치되어, 상기 태양광을 상기 전기에너지로 변환하는 태양전지패널을; 포함하고,
    상기 제1결합홀의 내측면 또는 상기 프레임 중앙부의 저면이 상기 제1회전축 또는 상기 제2회전축의 상단에 고정되게 부착되는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 풍력수용부는,
    상기 태양광 발전부의 하부에 위치하고, 지지부 중앙부에 제2결합홀을 형성하는 원형판 형상의 날개 지지부; 및
    일 단이 상기 날개 지지부의 둘레에 장착되고, 원호형으로 활곡되게 형성되어 상기 풍력을 수용하는 다수의 풍력날개를; 포함하고,
    상기 제2결합홀의 내측면이 상기 제1회전축의 상단에 고정되게 부착되는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 풍력날개는,
    하부에서 상기 원호형에 대응하는 원통관을 더 고정되게 부착하여 상기 풍력을 유입하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    하부가 상기 태양광 발전부의 프레임의 중앙부에 장착되어, 초음파 측정방식으로 상기 풍향풍속정보를 감지하는 풍향풍속계; 또는
    상기 프레임의 중앙부 상면 또는 상기 풍향풍속계의 상면에 장착되어, 상기 컨트롤부의 제어에 의해 상기 태양광정보를 감지하는 태양광추적센서를; 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    삽입되는 상기 제1회전축의 하단면에 고정되게 부착되어 상기 회전력을 전달받는 제1기어;
    상기 제1기어와 맞물리면 장착되어, 상기 회전력을 증대하는 하나 이상의 제2기어;
    상기 제2기어 각각을 제1회전축을 통해 결합하여, 전달받은 상기 회전력에 의해 상기 풍력발전을 하는 하나 이상의 발전기;
    상기 제1기어의 하부에서 상기 제1기어의 회전속도를 제어하는 속도제어장치; 및
    전달받은 상기 태양광정보 또는 상기 풍향풍속정보에 대응하여 전기적으로 연결되는 상기 각도조절부를 작동을 제어하고, 상기 발전기의 발전기속도를 전기적으로 감지하여 전기적으로 연결되는 상기 속도제어장치의 작동을 제어하는 컨트롤부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 컨트롤부는,
    전달받은 상기 태양광정보를 분석하여 상기 태양광 발전부에 대한 상기 태양광의 상기 수광각도가 수직이 되도록 상기 각도조절부를 제어하는 수광각도제어부;
    상기 풍향풍속정보를 분석하여 상기 풍력수용부가 상기 풍향을 수직으로 수용하도록 상기 각도조절부를 제어하는 풍향각도제어부;
    하나 이상의 상기 발전기에 대해 전기적으로 감지되는 상기 발전기속도에 대응하여 상기 속도제어장치를 제어하는 속도제어부; 및
    상기 풍향풍속정보에 대응하여 상기 태양광추적센서의 구동을 제어하는 태양 광추적센서제어부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 각도조절부는,
    상기 컨트롤부의 제어에 의해, 수평회전력을 출력하는 제1동력장치와, 수직회전력 또는 선형추진력을 출력하는 제2동력장치를 구비하는 구동부;
    상기 구동부의 상부에서 위치하고, 전달받은 상기 수평회전력을 상기 제2회전축의 축방향으로 제공하여 상기 수평각도를 조절하는 수평각도조절부; 및
    상기 수평각도조절부의 상부에 위치하면서 전달받은 상기 수직회전력 또는 상기 선형추진력을 상기 제2회전축의 축방향과 수직되게 제공하여 상기 수직각도를 조절하는 수직각도조절부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합발전장치.
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