KR20100136772A - 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연력, 즉 태양에너지와 풍력에너지를 이용한 발전 시스템을 겸비하여 환경친화적이면서도 태양광 및 풍력을 동시에 이용함으로써 계절이나 날씨 및 기후의 변화에 관계없이 전력생산량이 균일함은 물론 전력생산량을 증폭시킬 수 있도록 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치를 제공하기 위하여, 바람에 의해 회전 가능한 풍차(1)와, 상기 풍차의 회전력으로 발전(發電)하는 제1발전기(2)를 포함하는 풍력발전수단; 솔라 플레이트(3)와 상기 솔라 플레이트에서 생산된 전력을 축전하는 축전기(4)를 포함하는 태양광발전수단이 동시에 구비된 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치가 개시된다.

Description

태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치{Electronic generator using solar and wind power}

본 발명은 자연의 힘을 이용하여 전력을 생산하는 발전장치에 관한 것으로, 특히 풍력과 태양광을 동시에 이용하여 전력을 생산할 수 있도록 하는 복합 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 전력을 생산하는 방법으로는, 연료나 폐자재 등을 태운 열을 이용한 화력발전, 원자력을 이용한 원자력발전, 댐과 같이 물의 낙차를 이용한 수력발전, 그리고 태양광을 이용한 태양광발전 등이 알려져 있으며, 산간지방이나 해안지방 등에서 주로 설치되어 바람에 의해 날개를 회전시키는 풍력발전 등이 있고, 이들 중 화력발전이나 원자력발전소, 수력발전소는 댐을 필요로 하는 등 그 설비 규모가 크고 방대하여 설치를 위해 고가의 비용이 투입될 뿐 아니라 환경오염물질의 배출과, 화석연료 사용에 따른 자원 고갈의 가속화 등의 문제점이 있다.

한편, 태양력 발전 방식과 풍력 발전방식 등은 화석연료의 사용량을 배제함으로써 자원 고갈의 가속을 방지하고 오염물질의 배출이 없으며, 경제적인 측면을 고려할 때 유리하다고 볼 수 있다.

그러나 태양력 발전의 경우 흐린 날이나 비가 오는 날과 같이 태양이 구름에 의해 가려진 날에는 발전을 할 수 없고 태양빛이 강한 여름철보다는 일사량이 적은 겨울철에 전력 생산량이 적으며, 또한 풍력발전의 경우에도 바람이 불지 않는 날에는 날개가 가동되지 않아서 발전을 할 수 없는 등, 기후와 계절 등의 변화에 따라 전력생산량에 격차가 발생하는 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명자는 산업발전과 사회의 기반시설 증가로 인해 전력소비량이 증가가 가속됨에 따라 이에 발맞추어 경제적이고 효율적인 대안을 찾고자 연구와 노력을 거듭하여 본 발명을 완성하게 되었다.

상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 자연력, 즉 태양에너지와 풍력에너지를 이용한 발전 시스템을 겸비하여 환경친화적이면서도 태양광 및 풍력을 동시에 이용함으로써 계절이나 날씨 및 기후의 변화에 관계없이 전력생산량이 균일함은 물론 전력생산량을 증폭시킬 수 있도록 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 바람에 의해 회전 가능한 풍차(1)와, 상기 풍차의 회전력으로 발전(發電)하는 제1발전기(2)를 포함하는 풍력발전수단; 솔라 플레이트(3)와 상기 솔라 플레이트에서 생산된 전력을 축전하는 축전기(4)를 포함하는 태양광발전수단이 동시에 구비된 것을 특징으로 한다.

바람직한 형태의 본 발명은, 상기 제1발전기(2) 및 상기 솔라플레이트(3)와 전기적으로 연결되어서, 제1발전기(2)에서 발전한 전력과 솔라플레이트(3)에서 생산된 전력을 이용하여 상대적으로 큰 전력을 생산하는 제2발전기(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 태양에너지와 풍력에너지 등 자연력을 이용하여 발전하기 때문에 하천 혹은 대기오염을 유발하는 오염물질의 배출이 없기 때문에 환경친화적이고, 또한 태양광 및 풍력을 동시에 이용하므로 계절이나 날씨 및 기후의 변화에 큰 영향을 받지 않고 전력생산량이 균일함과 동시에 증폭시킬 수 있게 되어 경제적이고 효율적이다.

따라서 이러한 복합 발전장치를 이용하면 가정에서의 전력소비를 대체할 수 없음은 물론 공장 등 산업용 기계나 장치 등을 갖춘 곳의 전력소비까지 대체할 수 있는 우수한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전장치를 보인 구성도이다.

도 1을 참조하는 바와 같이, 본 발명의 복합 발전장치는, 바람에 의해 회전 가능하도록 복수 개의 날개가 구비된 풍차(1)와, 상기 풍차(1)의 회전력으로 발전(發電)하는 제1발전기(2)를 포함하는 풍력발전수단; 그리고 솔라 플레이트(3)와 상기 솔라 플레이트에서 생산된 전력을 축전하는 축전기(4)를 포함하는 태양광발전수단을 동시에 갖추고 있다.

상기 풍력발전수단은 바람이 지니고 있는 에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치이다. 불어오는 바람은 풍차(1)의 날개를 회전시키고, 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산하게 되며, 구체적으로 풍력발전수단은 풍차(날개), 변속장치, 발전기의 세 부분으로 구성되어 있다.

풍차(1)는 바람에 의해 회전되어 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 장치이다. 변속장치는 날개에서 발생한 회전력이 중심 회전축을 통해서 변속기어에 전달되어 발전기에서 요구되는 회전수로 높여서 발전기를 회전시킨다. 제1발전기(2)는 날개에서 발생한 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로서, 변속장치 등을 비롯하여 풍력발전수단의 각 구성요소는 공지의 요소를 적용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 태양광발전수단은, 발전기의 도움 없이 태양전지를 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식으로서 솔라 플레이트(3)를 예로 들 수 있다.

태양광 발전수단은, 태양전지와 축전지, 전력변환장치로 구성되어 있고, 그 작용은 태양빛이 솔라 플레이트(3) 내에 배치되어 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 쪼여지면 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류는 축전기(4)에서 축전된다.

태양광발전은 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이한 장점이 있는 반면에 전력 생산량이 일조량에 의존하는 단점이 있으므로 이를 보완하기 위해 본 발명과 같이 상기 풍력발전수단을 함께 이용하여 필요 전력을 생산하도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 풍력발전수단의 제1발전기(2)에서 생산된 전력을 솔라 플레이트(3)와 연결된 축전기(4)에 전기적으로 연결시킨다.

이와 같이 하면, 제1발전기(2)에서 발전한 전류와 솔라 플레이트(3)에서 발전한 전류가 함께 축전기(4)에 축전 되므로 제1발전기(2)와 솔라 플레이트(3) 중 어느 하나가 기후 혹은 일조량 변화에 의해 전력 생산이 불가하더라도 연속적으로 축전할 수 있게 되고, 나아가 축전기(4)가 구비된 경우 전력 사용자는 전력을 일정하게 공급받을 수 있다.

한편, 상기 제1발전기(2)는 풍차(1)의 회전에 의해 전력이 생산되므로 상대적으로 전압이 높지 않다. 따라서 도 1과 같이 상기 제1발전기(2)와 상기 솔라 플레이트(3)를 각각 제2발전기(5)에 전기적으로 연결시켜서 상대적으로 큰 전압을 생산하도록 할 수 있다.

즉, 제1발전기(2)에서 발전한 비교적 낮은 전력과 솔라플레이트(3)에서 전환된 전력을 동시에 이용하는 경우 비교적 용량이 큰 제2발전기를 가동시킬 수 있게 되므로 제1발전기(2)에 비하여 상대적으로 큰 전력을 생산할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제2발전기(5)와 축전기(4) 상호 간을 전기적으로 연결하는 경우에는 축전기(4)에서 축전 된 전력의 일부가 제2발전기(5)를 구동시킬 수 있게 되므로 제2발전기(5)는 항상 연속적으로 일정한 전력을 생산할 수 있게 된다.

미설명 부호 '6'은 옥내에 설치되는 배전반이고, '7', '8', '9', '10', '11', '12', '13'은 각각 텔레비전, 조명장치, 세탁기, 모니터, 오디오, 보일러 및 헤어드라이어를 나타낸다.

본 발명에 따르면 상기 배전반(6)을 축전기(4)와 직접 연결하지 않고, 제2발전기(5)와 배전반(6)을 직접 연결시켰으며, 이로 인해 축전기(4), 제1발전기(2), 솔라플레이트(3) 등에서 전력을 공급받은 제2발전기(5)가 연속적으로 일정한 전력을 생산할 수 있게 되며, 또한 제2발전기(5)로부터 연속적으로 전력을 공급받은 배전반(6)은 텔레비전(7), 세탁기(9), 컴퓨터용 모니터(10), 오디오(11), 헤어드라이어(13) 등을 비롯하여 예시되지 않은 각종 전자제품과, 조명장치(8), 보일러(12) 등을 비롯하여 예시되지 않은 각종 전기장치에 안정적으로 전력을 공급할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시 형태를 참고하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 첨부된 도면의 실시예만으로 제한하고자 의도되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상이 갖는 범주로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 그것과 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 발전장치를 보인 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

1...풍차

2...제1발전기

3...솔라 플레이트(solar plate)

4...축전기

5...제2발전기

6...배전반

Claims (4)

1. 바람에 의해 회전 가능한 풍차(1)와, 상기 풍차의 회전력으로 발전(發電)하는 제1발전기(2)를 포함하는 풍력발전수단;

   솔라 플레이트(3)와 상기 솔라 플레이트에서 생산된 전력을 축전하는 축전기(4)를 포함하는 태양광발전수단이 동시에 구비된 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1발전기(2)는 상기 축전기(4)와 전기적으로 연결되어 제1발전기(2)에서 발전한 전력이 축전기(4)에 축전 되는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1발전기(2) 및 상기 솔라플레이트(3)와 전기적으로 연결되어서, 제1발전기(2)에서 발전한 전력과 솔라플레이트(3)에서 생산된 전력을 이용하여 상대적으로 큰 전력을 생산하는 제2발전기(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제2발전기(5)는 축전기(4)와 전기적으로 연결되어 축전기(4)로부터 공급된 전력으로 발전 가능하게 된 것을 특징으로 하는 태양광 및 풍력을 이용한 복합 발전장치.

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