KR20110026314A - Wind power system mounted on aerostat - Google Patents

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KR20110026314A
KR20110026314A KR1020090084158A KR20090084158A KR20110026314A KR 20110026314 A KR20110026314 A KR 20110026314A KR 1020090084158 A KR1020090084158 A KR 1020090084158A KR 20090084158 A KR20090084158 A KR 20090084158A KR 20110026314 A KR20110026314 A KR 20110026314A
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이성재
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주식회사 청안풍력
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Abstract

PURPOSE: An airship-mounted wind power system is provided to remove the constraint on the installation position of a plant since there is wind resource at a given altitude from the ground. CONSTITUTION: An airship-mounted wind power system comprises a power generating unit, a winch, a cable, an adjusting and safety unit, a measuring unit, a control unit and a system controller. The power generating unit is attached to one side of a floating body. The winch is installed on the ground to fix and maintain the floating body. The cable connects the winch to the power generating unit. The adjusting and safety unit is installed for the control of the floating body and the safety of the floating body and the power generating unit. The measuring unit is installed on the floating body. The control unit is installed for the control of the power generating unit.

Description

비행선 탑재형 풍력발전시스템{WIND POWER SYSTEM MOUNTED ON AEROSTAT}Airship mounted wind power generation system {WIND POWER SYSTEM MOUNTED ON AEROSTAT}

본 발명은 비행선에 부착시킬 수 있는 형태의 풍력발전시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 풍력자원이 풍부한 공중에서 전력을 생산할 수 있게 하며 케이블을 통하여 지상으로 전력을 송전하도록 하여 다른 풍력발전장치에 비해 높은 효율 및 저비용으로 청정에너지를 지속적으로 생산할 수 있는 비행선 탑재형 풍력발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wind power generation system of a type that can be attached to an airship, specifically, to generate power in the air rich in wind resources, and to transmit power to the ground through a cable, higher efficiency than other wind power generation devices And it relates to an airship-type wind power generation system that can continuously produce clean energy at low cost.

일반적인 풍력발전은 지상의 바람이 빠르지 않을 뿐만 아니라, 항상 불지 않기 때문에 출력을 높이는데 한계가 있어 발전효율이 떨어지며 연중 발전 가능한 시간이 제한적이다. 특히, 운송 및 설치를 위하여 산림을 훼손하여야 하고 소음 등도 많은 환경적 문제점이 있다.In general, wind power generation is not only fast on the ground, but also does not always blow, so there is a limit to increase the output power generation efficiency is limited, and the year-round power generation is limited. In particular, the forest must be damaged for transportation and installation, and there are many environmental problems such as noise.

한편, 지상으로부터 일정한 고도에는 지구 자전의 영향으로 항상 편서풍이 일정한 방향으로 불게 되므로 풍부한 풍력 자원을 갖고 있다. 이와 같이, 공중에는 무한한 바람의 에너지가 존재하며 전체에너지 수요를 충족하고도 남을 에너지를 얻 을 수 있고 환경파괴가 거의 없으므로 공중풍력 발전기술은 전세계에서 경쟁적으로 연구하고 있는 실정이다.On the other hand, at a constant altitude from the ground, because of the influence of the Earth's rotation, the whistle wind is always blown in a certain direction and thus has abundant wind resources. As such, there is an infinite amount of wind energy in the air, and it is possible to obtain more energy to meet the total energy demand and there is little environmental destruction.

비행선에 부착시키는 형태의 풍력발전장치는 "비행선형 발전장치" 또는 "튜브부양체를 이용한 공중 풍력발전시스템" 등이 있으나, 이러한 기술의 문제점으로 개발과정 자체에 많은 비용이 들어가며, 또한 내부 탑재되는 발전장치가 여러 개 설치되므로 인하여 중량이 증가되어 부양력을 높이기 위하여 상대적으로 비행선의 부피를 키워야 하므로 거기에 따르는 소요 비용이 높아지는 문제점을 갖고 있다.The type of wind power generator attached to the airship includes a "flying power generator" or a "air wind power generation system using a tube support body". However, the problem of this technology is that the development process itself is costly and is also mounted inside. Since a plurality of power generation devices are installed, the weight of the airship must be increased to increase the weight of the airship in order to increase the flotation force.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 고려하여, 풍력자원이 풍부한 공중에서 전력을 생산할 수 있게 하며 케이블을 통하여 지상으로 전력을 송전하도록 하여 다른 풍력발전장치에 비해 높은 효율 및 저비용으로 청정에너지를 지속적으로 생산할 수 있는 비행선 탑재형 풍력발전시스템을 제공한다.Therefore, in view of the above-described problems, the present invention enables to produce power in the air rich in wind resources, and to transmit power to the ground through the cable to continuously clean energy at high efficiency and low cost compared to other wind power generators Provide airship-mounted wind power generation system that can be produced.

본 발명에 따른 풍력발전시스템은 부양체; 상기 부양체의 일측에 부착되는 발전장치; 상기 부양체를 고정 및 유지시키기 위하여 지상에 설치되는 윈치; 및 상기 윈치와 발전장치를 연결하는 케이블을 포함한다.Wind power generation system according to the present invention is a floating body; A power generation device attached to one side of the support body; A winch installed on the ground to fix and maintain the support body; And a cable connecting the winch and the generator.

본 발명에 따른 풍력발전시스템은 부양체의 제어 또는 부양체와 발전장치의 안전을 위한 조정 및 안전장치; 상기 부양체에 설치되는 계측장치; 상기 발전장치의 제어를 위한 제어장치; 및 상기 부양체와 발전장치를 원격으로 제어하기 위한 시스템 제어부를 더 포함할 수 있다.Wind power generation system according to the present invention is a control or control device for the control of the support and the support and the generator; A measuring device installed on the support; A control device for controlling the power generation device; And a system controller for remotely controlling the flotation body and the power generation device.

상기 부양체는 비행선 또는 헬륨을 이용한 기구일 수 있고, 상기 부양체 내부에 다수의 격벽을 형성한다.The float may be an airship or a device using helium, and forms a plurality of partitions inside the float.

상기 발전장치는 중앙에 위치되는 회전체; 상기 회전체의 양측에 결합되는 발전기; 상기 발전기와 회전체를 연결하는 구동축; 상기 발전기의 일측에 부착되는 증속부; 및 상기 발전장치를 부양체의 하측에 부착시키며 상기 발전기를 수용하는 고정부를 포함한다.The generator includes a rotating body located in the center; A generator coupled to both sides of the rotating body; A drive shaft connecting the generator and the rotating body; An acceleration unit attached to one side of the generator; And a fixing part to attach the power generator to the lower side of the support body and to receive the generator.

또한, 상기 발전장치는 중앙에 위치되는 한 쌍의 발전기; 상기 발전기에 연결되는 구동축; 상기 구동축에 의해 상기 발전기와 결합하는 회전체; 상기 발전기의 일측에 부착되는 증속부; 및 상기 발전장치를 부양체의 하측에 부착시키며 상기 발전기를 수용하는 고정부를 포함한다.In addition, the generator includes a pair of generators located in the center; A drive shaft connected to the generator; A rotating body coupled to the generator by the drive shaft; An acceleration unit attached to one side of the generator; And a fixing part to attach the power generator to the lower side of the support body and to receive the generator.

상기 고정부는 심실링에 의해 부양체의 하측에 부착될 수 있다.The fixing part may be attached to the lower side of the buoy by the ventricle.

상기 조정 및 안전장치는 가스 압력 조절부, GPS부, 자항부재, 카메라, 낙뢰방지부, 및 정전기 방지부를 포함하고, 상기 조정 및 안전장치는 부양체에 설치되어 상기 부양체의 수평과 위치 제어를 포함하는 방향제어 및 자세제어를 할 수 있다.The adjustment and safety device includes a gas pressure control unit, a GPS unit, a magnetic port member, a camera, a lightning protection unit, and an antistatic unit, and the adjustment and safety device is installed on a support body to control the horizontal and position of the support body. It can include direction control and attitude control.

상기 계측장치는 센서, 풍속계, 온도계, 및 고도계 등으로 이루어질 수 있고, 상기 계측장치에 의해 계측된 상태를 조정 및 안정장치와 시스템 제어부로 전송한다.The measuring device may include a sensor, an anemometer, a thermometer, an altimeter, and the like, and transmit the state measured by the measuring device to the adjusting and stabilizing device and the system control unit.

상기 시스템 제어부는 지상에서 부양체와 발전장치를 원격으로 제어하기 위하여 RF부 및 모니터링부를 포함한다.The system control unit includes an RF unit and a monitoring unit to remotely control the support body and the generator on the ground.

상기 제어장치는 AVR부, 유압부, PLC, 및 분전반 등으로 이루어져서 발전장치를 제어할 수 있다.The control device may include an AVR unit, a hydraulic unit, a PLC, and a distribution panel to control the power generator.

상기 케이블은 부양체의 유지, 전력의 송전, 및 부양체의 제어를 위한 테이터의 전송과 같이 복합적인 기능을 할 수 있는 구조로 이루어진다.The cable has a structure that can perform a complex function such as maintenance of the support, transmission of power, and transmission of data for controlling the support.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템은 풍력자원이 풍부한 공중에서 전력을 생산할 수 있게 하며 케이블을 통하여 지상으로 전력을 송전하도록 하여 다른 풍력발전장치에 비해 높은 효율 및 저비용으로 청정에너지를 지속적으로 생산할 수 있다.As described above, the airship-mounted wind power generation system according to the present invention enables power generation in the air rich in wind resources, and transmits power to the ground via cables, thus providing high efficiency and low cost compared to other wind power generation devices. Energy can be produced continuously.

또한, 본 발명은 지상으로부터 일정한 고도에 다다르면 항상 일정한 풍력자원이 존재하므로 발전소 설치 장소의 제약이 없어지게 되고, 항상 일정하게 부는 편서풍을 이용하므로 발전효율은 동급 타워형 풍력발전장치보다 월등하게 높아져 전력 생산성이 좋으며, 발전소 부지의 개발비용이 저렴하고 투자비용이 절감되어 투자금의 조기 환수가 가능한 획기적인 상품으로 시장성과 경제성 모두를 갖출 수 있다.In addition, the present invention is a constant wind resources are always at a constant altitude from the ground, so there is no restriction of the power plant installation site, and because the constant blowing of the whistle wind is always used, the power generation efficiency is significantly higher than that of the equivalent tower wind power generator, power productivity In addition, the development cost of the power plant site is low, and the investment cost is reduced, which is a groundbreaking product that enables early return of the investment, which can have both marketability and economic feasibility.

또한, 본 발명의 풍력발전장치는 비행선에 부착시키는 형태이므로 이동 가능한 장치이며 쉽게 필요한 장소로 이동하여 설치할 수 있어 도서지역, 오지, 및 산간지역뿐만 아니라 상업용 중대형 풍력발전단지에 용이하게 설치될 수 있다.In addition, since the wind turbine generator of the present invention is attached to an airship, it is a portable device and can be easily installed and moved to a necessary place, so that it can be easily installed in commercial medium and large wind farms as well as island areas, remote areas, and mountainous areas. .

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above objects, features and advantages will become more apparent through the following examples in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

기존 타워형 풍력발전장치는 풍량이 풍부한 지역에 한정적으로 설치할 수밖 에 없고, 발전소 건설시 넓은 토지를 필요로 하기에 설치비용이 많이 들며, 산림 훼손 등 자연자원의 손상이 동반되므로 발전단지 개발 자체에 어려움이 내재되어 있으며, 발전소 개발비용과 기계장치 설치비용이 이중으로 소모되어 투자금의 환수 자체가 불투명해지는 문제를 갖고 있다.Existing tower-type wind power generators have to be installed in a limited area with abundant airflow, and because of the large land required for the construction of the power plant, installation cost is high, and it is difficult to develop the power plant due to damage of natural resources such as deforestation. This is inherent, and the cost of power plant development and equipment installation is doubled, making the return of investment itself opaque.

본 발명에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템은 이를 해결하기 위한 것으로, 지상으로부터 일정한 고도에 다다르면 항상 일정한 풍력자원이 존재하므로 발전소 설치 장소의 제약이 없어지게 되고, 항상 일정하게 부는 편서풍을 이 하므로 발전효율은 동급 타워형 풍력발전장치보다 월등하게 높아져 전력 생산성이 좋으며, 발전소 부지의 개발비용이 저렴하고 투자비용이 절감되어 투자금의 조기 환수가 가능한 획기적인 상품으로 시장성과 경제성 모두를 갖춘 것이라 할 수 있다.Airship-mounted wind power generation system according to the present invention is to solve this, because the constant wind resources always exist when reaching a certain altitude from the ground, there is no restriction of the installation site of the power plant, and the constant blowing wind whilst the power generation efficiency It is much higher than the tower-type wind turbines in its class, which leads to better power productivity, lower development costs of the power plant site, and lower investment costs.

이러한 풍력발전시스템은 비행선에 부착시키는 형태이므로 이동 가능한 장치이며 쉽게 필요한 장소로 이동하여 설치할 수 있어 도서지역, 오지, 및 산간지역뿐만 아니라 상업용 중대형 풍력발전단지에 용이하다.Since the wind power generation system is attached to an airship, it is a mobile device and can be easily installed and moved to a necessary place, and is easy to use in commercial medium and large wind farms as well as island areas, remote areas, and mountainous areas.

본 발명에 따른 풍력발전시스템은 정밀하게 계산되어 안정성이 높은 비행선을 이용하여 발전장치를 설치하고 지상으로 송전하도록 설계된 안전성과 효율성을 높인 풍력발전장치이다.The wind power generation system according to the present invention is a wind power generator with improved safety and efficiency designed to install power generation equipment and transmit power to the ground by using precisely calculated airships with high stability.

도 1은 본 발명에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템의 일례를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템의 다른 예를 나타낸 개략도이다.1 is a conceptual diagram of an airship mounted wind power generation system according to the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing an example of an airship mounted wind power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention A schematic diagram showing another example of the airship mounted wind power system according to the present invention.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력발전시스템은 부양체(100); 상기 부양체(100)의 일측에 부착되는 발전장치(200); 상기 부양체(100)를 고정 및 유지시키기 위하여 지상에 설치되는 윈치(미도시); 및 상기 윈치와 발전장치(200)를 연결하는 케이블(300)을 포함한다.As shown in Figures 1 to 3, the wind power generation system according to the present invention is a floating body (100); A generator 200 attached to one side of the support body 100; A winch (not shown) installed on the ground to fix and maintain the support body 100; And a cable 300 connecting the winch and the generator 200.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전장치의 일례를 들면, 상기 발전장치(200)는 중앙에 위치되는 회전체(210); 상기 회전체(210)의 양측에 결합되는 발전기(220); 상기 발전기(220)와 회전체(210)를 연결하는 구동축(240); 상기 발전기(220)의 일측에 부착되는 증속부(230); 및 상기 발전장치를 부양체(100)의 하측에 부착시키며 상기 발전기(220)를 수용하는 고정부(250)를 포함한다.As shown in FIG. 2, as an example of a power generator according to an embodiment of the present invention, the power generator 200 includes a rotating body 210 positioned at the center thereof; A generator 220 coupled to both sides of the rotor 210; A drive shaft 240 connecting the generator 220 and the rotor 210; A speed increasing unit 230 attached to one side of the generator 220; And a fixing part 250 attaching the power generator to the lower side of the support body 100 and accommodating the generator 220.

또한, 상기 발전장치의 다른 예로서, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 발전장치는 중앙에 위치되는 한 쌍의 발전기(220); 상기 발전기(220)에 연결되는 구동축(240); 상기 구동축(240)에 의해 상기 발전기(220)와 결합하는 회전체(210); 상기 발전기(220)의 일측에 부착되는 증속부(230); 및 상기 발전장치를 부양체의 하측에 부착시키며 상기 발전기(220)를 수용하는 고정부(250)를 포함한다.In addition, as another example of the power generator, as shown in FIG. 3, the power generator includes a pair of generators 220 positioned at the center; A drive shaft 240 connected to the generator 220; A rotor 210 coupled to the generator 220 by the drive shaft 240; A speed increasing unit 230 attached to one side of the generator 220; And a fixing part 250 attaching the power generator to the lower side of the support body and accommodating the generator 220.

여기서, 도 3에 나타낸 다른 예는 발전기(220)의 위치가 중앙 부분에 위치하게 되며 회전체(210)가 양 옆으로 배치되는 형태로서 고용량(2MW 이상)의 발전기를 탑재시키거나, 발전기의 종류와 구조상 채택 가능한 방법 등이 이용될 수 있고, 주요 기능은 도 2에 나타낸 구조와 유사하다.Here, another example shown in Figure 3 is the position of the generator 220 is located in the center portion and the rotor 210 is disposed in both sides to mount a generator of high capacity (2MW or more), or the type of generator And a structurally acceptable method can be used, and the main function is similar to that shown in FIG.

상기 회전체(210)는 블레이드로 이루어질 수 있다. 이러한 회전체인 블레이 드의 크기를 고도에 따른 풍속 측정을 통하여 적절한 치수로 설계하는 것이 바람직하다.The rotating body 210 may be made of a blade. It is desirable to design the size of the blade which is the rotating body to an appropriate dimension by measuring the wind speed according to the altitude.

상기 부양체(100)는 비행선 또는 헬륨을 이용한 기구일 수 있고, 상기 부양체 내부에 다수의 격벽을 형성하여, 일부가 파손될 경우에도 상승압력을 유지시키고, 일정 이하로 떨어지면 자동으로 압력이 유지될 수 있다.The support body 100 may be an airship or a mechanism using helium, and forms a plurality of partition walls inside the support body to maintain a rising pressure even when some of the breakage, and if the pressure falls below a certain level to maintain the pressure automatically Can be.

상기 헬륨을 이용한 기구는 다양한 용도로 사용되고 있으며 상업용 및 광고용 비행선 및 화물용 비행선의 개발등 매우 빠른 속도로 발전되고 있고, 고도 약4~ 5천M 상공에서 레이더 및 카메라등 첨단장비를 탑재하고 국경 및 지상감시, 기상관측 등 다양한 용도로 사용될 수도 있다.The helium-based apparatus is used for various purposes, and is being developed at a very high speed such as the development of commercial and advertising airships and cargo airships. It can be used for various purposes such as ground surveillance and meteorological observation.

이와 같은 기구로 인해, 기존의 풍력발전이 약 20% 내외의 효율을 보이는데 비해 본 발명에 따른 풍력발전시스템은 기존의 방식보다 뛰어난 효율을 보이므로 발전효과 및 탄소배출권 취득 등에서 기존의 방식보다 월등히 뛰어나다. 낮은 설치비와 생산단가, 높은 전력생산 효율과 환경피해 및 소음이 거의 없으며 낮은 운송, 보관, 관리, 운용비용을 제공한다.Due to such a mechanism, the existing wind power generation shows an efficiency of about 20%, whereas the wind power generation system according to the present invention exhibits superior efficiency than the existing method, and thus is superior to the existing method in generating power generation and obtaining carbon credits. . Low installation cost, high production cost, high power production efficiency, little environmental damage and noise, low transportation, storage, management and operation costs.

또한, 본 발명의 비행선 탑재형 풍력발전시스템은 전력생산과 병행하여 홍보물을 부착하여 광고용으로 활용할 수 있으며 야간에는 조명장치를 이용해 홍보 및 관광자원화 할 수 있다. 이외에도 카메라, 레이더등 각종 감시장치 등을 탑재하여 산불감시 및 군사용 기상관측용 등 다양한 용도로 사용 가능하다.In addition, the airship-mounted wind power generation system of the present invention can be used for advertising by attaching a promotional material in parallel with the power production, and can be promoted and tourism resources using a lighting device at night. In addition, it is equipped with various monitoring devices such as camera and radar, and can be used for various purposes such as forest fire monitoring and military weather observation.

또한, 위와 같은 발전장치의 설계를 위하여 가장 중량이 많이 나가는 발전기(220)의 소재를 다변화하여 특수 합금 소재를 사용하여 중량을 줄일 수 있도록 하였으며 설계수명은 20년간 지속적인 발전이 가능하도록 하였다.In addition, for the design of the power generation device as described above, by varying the material of the generator 220, which is the heaviest weight, to reduce the weight by using a special alloy material, the design life is to enable continuous power generation for 20 years.

또한, 상기 발전기(220) 성능이 경제성이 있어야 하므로 고효율의 전기를 생산하도록 하나의 블레이드(210)에 두 개의 발전기를 장착하도록 설계하여, 기존 타워형 발전장치보다 발전 효율이 높으며, 설치비용은 줄어들게 되어 경제성이 높아지는 결과를 얻도록 하였다.In addition, since the generator 220 performance should be economical, it is designed to mount two generators on one blade 210 to produce high-efficiency electricity, the generation efficiency is higher than the existing tower-type power generator, the installation cost is reduced The result is an increase in economic efficiency.

여기에서, 부양체(100)의 부양력은 탑재되는 무게에 따라 달라지며 무거운 것을 탑재할 경우 부양력을 높이기 위하여 비행선의 크기를 증가시켜야 하며, 비행선의 크기가 증가된다는 것은 비용과 제작기간이 늘어남을 의미한다.Here, the buoyancy of the flotation body 100 depends on the weight to be mounted, and if the heavy load is mounted, the size of the airship should be increased in order to increase the flotation force, and the increase in the size of the airship means that the cost and production period increase. do.

이에 따라, 전술한 바와 같이 구성 부품 중에서 가장 무거운 발전기(220)의 중량을 줄일 수 있도록 소재의 다변화를 모색하였으며, 전체적인 구성품의 중량을 최소화하도록 설계하여 중량 문제를 획기적으로 줄이게 되었고, 이처럼 무게가 줄어든다는 것은 부양력의 증가를 의미하므로 비행선의 크기를 줄일 수 있게 되어 비용과 제작기간을 줄일 수 있다.Accordingly, as described above, the material was sought to be diversified to reduce the weight of the heaviest generator 220 among the components, and the weight problem was significantly reduced by designing to minimize the weight of the entire component, thus reducing the weight. By means of increased flotation, the size of the airship can be reduced, thereby reducing the cost and production time.

회전체인 블레이드(210)는 강화 프라스틱이나 탄소섬유(카본제품)를 응용한 제품으로서 단단하고 가벼운 소재로 제조하고, 하나의 블레이드 양쪽에 각기 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 발전기(220)를 부착하도록 하였고, 낮은 회전속도(40 ~ 50 RPM)에서도 충분한 발전이 가능하도록 증속부(230)를 부착하였다. 또한, 상기 구동축(240)을 통하여 회전체(210)를 발전기와 연결시키는 구조이고, 구동축(240)의 고정은 베어링 장치가 되어있는 고정부(250)에 견고하게 부착되어 있어 흔들림을 방지하게 된다.Rotating chain blade 210 is a product made of reinforced plastic or carbon fiber (carbon product), made of a hard and light material, and attached to a pair of generators 220 that rotate in opposite directions on both sides of one blade. The speed increase unit 230 was attached to allow sufficient power generation even at a low rotational speed (40 to 50 RPM). In addition, the drive shaft 240 is a structure that connects the rotor 210 with the generator, the fixing of the drive shaft 240 is firmly attached to the fixing portion 250 that is a bearing device to prevent shaking. .

또한, 상기 케이블(300)은 부양체(100)의 유지, 전력의 송전, 및 부양체의 제어를 위한 테이터의 전송과 같이 복합적인 기능을 할 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the cable 300 is preferably made of a structure that can perform a complex function, such as maintenance of the support body 100, transmission of power, and transmission of data for controlling the support body.

다시 말해서, 지상으로 연결되는 송전선은 탄소섬유로 만들어진 특수 케이블을 사용하였고, 그 케이블 내부에 비행선 제어를 위한 여러 케이블이 복합적으로 내장되어 비행선의 고도 조정과 안전통제 및 모니터링이 가능하도록 하였다.In other words, the transmission line connected to the ground used a special cable made of carbon fiber, and a plurality of cables for the airship control were built in the cable to allow the airship altitude adjustment, safety control and monitoring.

또한, 상기 케이블(300)은 생산된 전력을 지상으로 송전시키고, 비행선을 지상에서 조정할 수 있도록 지상 모니터링 시스템에 연결시키는 것으로서, 케이블(300) 내부에는 송전기능과 비행제어 및 모니터링이 가능하도록 여러 개의 케이블들이 복합적으로 들어 있으며 탄소섬유로 외부를 감싸고 있는 구조이므로 파손 및 단선 문제가 해결되는 강력하고 튼튼하다.In addition, the cable 300 transmits the produced power to the ground, and is connected to the ground monitoring system to adjust the airship on the ground, the cable 300 has a plurality of power transmission function and flight control and monitoring to enable It is a strong and strong cable that contains a combination of cables and a structure that surrounds the outside with carbon fiber, which solves the problem of breakage and disconnection.

상기 고정부(250)를 부양체(100)의 하측에 부착시킴으로써, 상기 발전장치(200)를 부양체에 부착시키는 구조이다. 이러한 부착은 심실링에 의해 이루어진다.By attaching the fixing part 250 to the lower side of the support body 100, the power generator 200 is attached to the support body. This attachment is made by ventricle.

본 발명에 따른 풍력발전시스템은 여러 장치를 더 부가시킴으로써, 보다 효율적으로 이루어질 수 있다. 즉, 자동 위치제어 및 자동 방향제어를 하도록 자동제어시스템이 적용되어 있으며, 정전기 방지 및 낙뢰 방지 기술이 적용되어 있고, 지상제어가 가능한 모니터링 시스템 적용되어 안전성을 높였다.The wind power generation system according to the present invention can be made more efficient by adding more devices. That is, the automatic control system is applied to the automatic position control and the automatic direction control, the antistatic and lightning protection technology is applied, and the monitoring system with the ground control is applied to increase the safety.

구체적으로, 본 발명에 따른 풍력발전시스템은 부양체의 제어 또는 부양체와 발전장치의 안전을 위한 조정 및 안전장치; 상기 부양체에 설치되는 계측장치; 상 기 발전장치의 제어를 위한 제어장치; 및 상기 부양체와 발전장치를 원격으로 제어하기 위한 시스템 제어부를 더 포함할 수 있다.Specifically, the wind power generation system according to the present invention includes a control and control device for the control of the support or the safety of the support and the generator; A measuring device installed on the support; A control device for controlling the power generator; And a system controller for remotely controlling the flotation body and the power generation device.

상기 조정 및 안전장치는 가스 압력 조절부, GPS부, 자항부재, 카메라, 낙뢰방지부, 및 정전기 방지부를 포함하고, 상기 조정 및 안전장치는 부양체에 설치되어 상기 부양체의 수평과 위치 제어를 포함하는 방향제어 및 자세제어를 할 수 있다. 이에 따라, 이상 고온 및 태풍시에 부양체를 자동 하강시킬 수 있고, 지정된 장소로 자동착륙을 시킬 수도 있다.The adjustment and safety device includes a gas pressure control unit, a GPS unit, a magnetic port member, a camera, a lightning protection unit, and an antistatic unit, and the adjustment and safety device is installed on a support body to control the horizontal and position of the support body. It can include direction control and attitude control. Thereby, the floating body can be automatically lowered during abnormal high temperature and typhoon, and the automatic landing can be made to the designated place.

상기 계측장치는 센서, 풍속계, 온도계, 및 고도계 등으로 이루어질 수 있고, 상기 계측장치에 의해 계측된 상태를 조정 및 안정장치와 시스템 제어부로 전송하고, 이에 의해 상술한 제어가 가능하게 될 수 있다.The measuring device may be composed of a sensor, anemometer, thermometer, altimeter, and the like, and transmits the state measured by the measuring device to the adjusting and stabilizing device and the system controller, thereby enabling the above-described control.

상기 시스템 제어부는 지상에서 부양체와 발전장치를 원격으로 제어하기 위하여 RF부 및 모니터링부를 포함한다.The system control unit includes an RF unit and a monitoring unit to remotely control the support body and the generator on the ground.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 제어장치는 AVR부, 유압부, PLC, 및 분전반 등으로 이루어져서 발전장치를 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the control device is composed of an AVR unit, a hydraulic unit, a PLC, a distribution panel and the like to control the power generation device.

이와 같이, 비행선을 포함한 발전장치는 각종 안전사고에 대비하여 위치제어 시스템을 비롯하여 낙뢰방지 및 정전기 방지 기술이 적용되었고, 이상 기후에 대처 가능하도록 자동제어 시스템이 설치되었으며, 지상에서 조정할 수 있도록 모니터링 시스템이 적용되었다.As such, the power generation system including the airship is equipped with a position control system, lightning protection and antistatic technology in preparation for various safety accidents, and an automatic control system is installed to cope with abnormal weather, and a monitoring system can be adjusted from the ground. This was applied.

본 발명의 목적은 효율적인 풍력발전을 위한 제품생산에 두었기 때문에 투자비용을 절감시켜 조기에 투자비용이 회수되도록 경제성을 높이는데 비중을 두었으 며, 안전사고 예방을 위하여 여러 단계의 안전장치를 부착하여 작은 문제라도 조기에 해결 가능 하도록 하였다.The purpose of the present invention is to place the product in order to reduce the cost of investment because it is placed on the production of products for efficient wind power, and to increase the economical efficiency to recover the investment cost early, and to attach safety devices of various stages to prevent safety accidents. Even small problems can be solved early.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Will be clear to those who have knowledge of.

도 1은 본 발명에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an airship mounted wind power generation system according to the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템의 일례를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing an example of an airship-mounted wind power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템의 다른 예를 나타낸 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing another example of the airship-mounted wind power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템에서 계통도의 일례를 나타낸 도면이다.4 is a view showing an example of a system diagram in an airship mounted wind power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행선 탑재형 풍력발전시스템에서 계통도의 다른 예를 나타낸 도면이다.5 is a view showing another example of the schematic diagram in the airship mounted wind power generation system according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100: 부양체 200: 발전장치100: flotation 200: generator

210: 회전체 220: 발전기210: rotating body 220: generator

230: 증속부 240: 구동축230: speed increasing unit 240: drive shaft

250: 고정부 300: 케이블250: fixing part 300: cable

Claims (11)

부양체;Flotation; 상기 부양체의 일측에 부착되는 발전장치;A power generation device attached to one side of the support body; 상기 부양체를 고정 및 유지시키기 위하여 지상에 설치되는 윈치; 및A winch installed on the ground to fix and maintain the support body; And 상기 윈치와 발전장치를 연결하는 케이블Cable connecting the winch and the generator 을 포함하는 풍력발전시스템.Wind power generation system comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부양체의 제어 또는 부양체와 발전장치의 안전을 위한 조정 및 안전장치;An adjustment and safety device for controlling the support or for the safety of the support and the generator; 상기 부양체에 설치되는 계측장치;A measuring device installed on the support; 상기 발전장치의 제어를 위한 제어장치; 및A control device for controlling the power generation device; And 상기 부양체와 발전장치를 원격으로 제어하기 위한 시스템 제어부System control unit to remotely control the flotation and the generator 를 더 포함하는 풍력발전시스템.Wind power generation system further comprising. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부양체는 비행선 또는 헬륨을 이용한 기구이고,The support is an airship or a device using helium, 상기 부양체 내부에는 다수의 격벽이 형성된A plurality of partitions are formed in the flotation 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발전장치는,The power generator, 중앙에 위치되는 회전체;A rotating body located in the center; 상기 회전체의 양측에 결합되는 발전기;A generator coupled to both sides of the rotating body; 상기 발전기와 회전체를 연결하는 구동축;A drive shaft connecting the generator and the rotating body; 상기 발전기의 일측에 부착되는 증속부; 및An acceleration unit attached to one side of the generator; And 상기 발전장치를 부양체의 하측에 부착시키며 상기 발전기를 수용하는 고정부를 포함하는Attaching the power generator to the lower side of the support and includes a fixing portion for receiving the generator 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발전장치는,The power generator, 중앙에 위치되는 한 쌍의 발전기;A pair of generators located centrally; 상기 발전기에 연결되는 구동축;A drive shaft connected to the generator; 상기 구동축에 의해 상기 발전기와 결합하는 회전체;A rotating body coupled to the generator by the drive shaft; 상기 발전기의 일측에 부착되는 증속부; 및An acceleration unit attached to one side of the generator; And 상기 발전장치를 부양체의 하측에 부착시키며 상기 발전기를 수용하는 고정부를 포함하는Attaching the power generator to the lower side of the support and includes a fixing portion for receiving the generator 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제4항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 고정부는 심실링에 의해 부양체의 하측에 부착되는The fixing part is attached to the lower side of the buoy by the ventricle ring 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 조정 및 안전장치는 가스 압력 조절부, GPS부, 자항부재, 카메라, 낙뢰방지부, 및 정전기 방지부를 포함하고,The adjustment and safety device includes a gas pressure control unit, GPS unit, self-resistance member, camera, lightning protection unit, and anti-static unit, 상기 조정 및 안전장치는 부양체에 설치되어 상기 부양체의 수평과 위치 제어를 포함하는 방향제어 및 자세제어를 할 수 있는The adjustment and safety device is installed in the support body to perform the direction control and attitude control including the horizontal and position control of the support body 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 계측장치는 센서, 풍속계, 온도계, 및 고도계를 포함하고, 상기 계측장치에 의해 계측된 상태를 조정 및 안정장치와 시스템 제어부로 전송하는The measuring device includes a sensor, an anemometer, a thermometer, and an altimeter, and transmits the state measured by the measuring device to the adjusting and stabilizing device and the system control unit. 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 시스템 제어부는 지상에서 부양체와 발전장치를 원격으로 제어하기 위하여 RF부 및 모니터링부를 포함하는The system control unit includes an RF unit and a monitoring unit to remotely control the support body and the generator on the ground. 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어장치는 AVR부, 유압부, PLC, 및 분전반을 포함하여 상기 발전장치를 제어하는The control device includes an AVR unit, a hydraulic unit, a PLC, and a distribution panel to control the power generation device. 풍력발전시스템.Wind power generation system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 케이블은 부양체의 유지, 전력의 송전, 및 부양체의 제어를 위한 테이터의 전송과 같은 복합적인 기능을 할 수 있는 구조로 이루어지는The cable has a structure that can perform a complex function such as maintenance of the support, transmission of power, and transmission of data for control of the support. 풍력발전시스템.Wind power generation system.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2572469C1 (en) * 2014-12-23 2016-01-10 Александр Владимирович Губанов Aerofloating windrotor
US10428799B2 (en) 2017-02-07 2019-10-01 Kwangwoo An Wind power generation system using jet stream
RU2794371C1 (en) * 2022-07-14 2023-04-17 Борис Соломонович Бабицкий Mobile wind power plant

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