KR20110027433A - Street light generated by wind power and solar light power - Google Patents

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KR20110027433A
KR20110027433A KR1020090085520A KR20090085520A KR20110027433A KR 20110027433 A KR20110027433 A KR 20110027433A KR 1020090085520 A KR1020090085520 A KR 1020090085520A KR 20090085520 A KR20090085520 A KR 20090085520A KR 20110027433 A KR20110027433 A KR 20110027433A
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이종남
홍성학
허남
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주식회사 태길종합건설
(주)동명기술공단종합건축사사무소
이종남
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Abstract

PURPOSE: A wind force and solar power generation street light is provided to constantly maintain the torque of a windmill by driving the vertical shaft only in one direction regardless of the direction of the wind. CONSTITUTION: A pillar(10) forms the basic framework. The bottom part of the pillar is buried under the ground. A wind power installation apparatus(20) is installed on the upper end of the pillar. The wind power installation produces the electricity by the wind. A pair of sapphire sun light batteries(30) is installed on both sides of the pillar on the lower part of the wind power installation apparatus.

Description

풍력 및 태양광 발전 가로등{Street light generated by wind power and solar light power}Street light generated by wind power and solar light power}

본 발명은 풍력 및 태양광 발전 가로등에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 풍력이나 태양광 등의 자연에너지를 전기에너지로 변환 및 축전지에 저장하여 야간 조명 및 광고 홍보 등으로 활용함으로써 날씨와 계절의 변화에 관계없이 효율적이고 탄력적으로 가로등이 점멸될 수 있도록 한 풍력 및 태양광 발전 가로등에 관한 것이다.The present invention relates to wind and solar street light, and more specifically, to change the weather and season by converting natural energy such as wind and solar light into electrical energy and storing it in a storage battery and using it as a night light and advertising publicity, etc. Regardless of the present invention, the present invention relates to a wind power and solar power street light that enables the street light to blink efficiently and flexibly regardless.

일반적으로 사용되고 있는 가로등은 대부분이 전기에너지를 이용하여 가로등이 점등되도록 하고 있으며, 그 외 대체에너지와 친환경 구조에 걸 맞는 태양광을 이용한 가로등이 소규모로 보급되어 사용되고 있는 실정이다.In general, the street lamps are generally used to turn on the street lamps using electric energy. In addition, the street lamps using solar energy suitable for alternative energy and eco-friendly structure are being used in small scale.

전기에너지를 이용한 가로등 점등구조는 램프의 잦은 점멸 없이 일정한 밝기를 유지할 수 있으나 인적이 드문 곳에서 사용하고자 할 경우에는 배관이나 배선에 소요되는 경제적 비용이 상당히 부담스러울 뿐만 아니라 고갈되어 가는 현재 지구상의 에너지원을 감안하면 매우 심각한 수준이라 할 수 있다.Street lamp lighting structure using electric energy can maintain constant brightness without frequent flashing of lamp, but if people want to use in rare places, the economic cost of piping or wiring is not only burdensome but also the energy on earth is exhausted. Given the won, it can be very serious.

그리고 태양광을 이용한 가로등구조는 친환경적일 뿐만 아니라 전기에너지를 대체할 수 있다는 점에서 획기적인 것이지만 순수 태양빛을 이용하는 관계로 일조량이 부족할 때에는 전력의 확보가 어려워 별도의 축전지를 구비하여 구성하였으나 비용의 증가와 설치 부피의 증가를 가져와 개선이 필요한 실정이다. 또한 축전지에 축적된 에너지가 한정되어 있어 가로등 램프가 새벽녘까지 밝기를 유지하지 못하고 꺼지거나 잦은 점멸 현상이 나타나는 문제점이 있다.The streetlight structure using solar light is not only eco-friendly but also innovative in that it can replace electric energy. However, due to the use of pure solar light, it is difficult to secure power when the amount of sunshine is insufficient. Increasing the installation volume and needs to be improved. In addition, there is a problem that the energy stored in the battery is limited, the street lamp does not maintain the brightness until dawn or turn off or frequent flashing phenomenon.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 풍력이나 태양광 등의 자연에너지를 전기에너지로 변환 및 축전지에 저장하여 야간 조명에 활용함으로써 날씨와 계절의 변화에 관계없이 효율적이고 탄력적으로 가로등이 점멸될 수 있도록 한 풍력 및 태양광 발전 가로등을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to convert natural energy such as wind or solar light into electrical energy and store it in a storage battery to utilize at night lighting, regardless of the weather and season changes, and elasticity It is to provide a wind and solar power street lamp that allows the street lamp to flash.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 풍력 및 태양광 발전 가로등은, 기본 골격을 형성하고 하단부가 대지에 매설되어 있는 지주와; 상기 지주의 상단에 장착되고, 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산 및 저장하는 풍력발전장치와; 상기 풍력발전장치의 하부에 지주의 양측으로 설치된 한 쌍의 사파이어 태양광 전지와; 상기 사파이어 태양광 전지의 하부에 상기 풍력발전장치에서 공급된 전력을 이용하여 외부로 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 LED 가로등과; 상기 지주의 하단에 내부에 설치되어 상기 LED 가로등의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wind and solar power street light according to the first embodiment of the present invention to achieve the above object, the base and forming a base frame and the lower end is embedded in the ground; A wind power generator mounted on an upper end of the support and producing and storing electric power while rotating by wind; A pair of sapphire photovoltaic cells installed on both sides of the support under the wind power generator; At least one LED street light irradiating light to the outside by using the power supplied from the wind power generator under the sapphire solar cell; It is installed inside the lower end of the support, characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the LED street light.

그리고, 본 발명의 제2 실시예에 의한 풍력 및 태양광 발전 가로등은, 기본 골격을 형성하고 하단부가 대지에 매설되어 있는 지주와; 상기 지주의 상단에 장착되고, 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산 및 저장하는 터빈 풍력발전장치와; 상기 터빈 풍력발전장치의 하부에 지주의 양측으로 설치된 한 쌍의 사파이어 태양광 전지와; 상기 사파이어 태양광 전지의 하부에 상기 터빈 풍력발전장치에서 공급된 전력을 이용하여 외부로 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 LED 가로등과; 상기 지주의 하단에 내부에 설치되어 상기 LED 가로등의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the wind power and solar power street light according to the second embodiment of the present invention, the base frame and the lower end is embedded in the ground; A turbine wind power generator mounted on an upper end of the support and producing and storing electric power while rotating by wind; A pair of sapphire photovoltaic cells installed on both sides of the support under the turbine wind turbine; At least one LED street light under the sapphire photovoltaic cell for irradiating light to outside using power supplied from the turbine wind turbine; It is installed inside the lower end of the support, characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the LED street light.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 의한 풍력 및 태양광 발전 가로등은, 제1 실시예에 의한 상기 LED 가로등의 하부에 복수개의 터빈 풍력발전장치를 더 설치한 것을 특징으로 한다. In addition, the wind power and solar power street light according to the third embodiment of the present invention is characterized in that a plurality of turbine wind power generation device is further provided below the LED street light according to the first embodiment.

본 발명의 풍력 및 태양광 발전 가로등의 풍력발전장치는 운전형식이 수평축이 아닌 수직축으로 풍향에 관계없이 항상 한쪽 방향으로 운전하므로 풍차의 회전력이 일정하게 유지되는 장점을 갖고 있으므로 풍차의 블레이드수도 3 내지 6익형까지 설치할 수 있어 난풍에도 매우 적합하며 회전 날개나 타워에 광고 기획을 넣어 광고 효과도 볼 수 있을 뿐만 아니라 이동 통신 기지국으로 병행하여 사용할 수 있으며 현재 사용하고 있는 기존의 송전 선로에 전력을 공급하는 연계시스템과 도서 벽지나 섬 지역 등에 에너지가 필요한 장소에 필요한 소비 전력만큼 발전 용량을 설치하여 송전 선로가 없어도 양질의 전력을 사용할 수 있는 효과가 있다. Wind power generation device of the wind power and solar power street light of the present invention has the advantage that the rotational force of the windmill is kept constant because the driving type is always operated in one direction irrespective of the wind direction, not the horizontal axis, the number of blades of the windmill 3 to It can be installed up to 6 wing type, so it is very suitable for the wind, and you can put the advertising plan on the rotary wing or the tower to see the advertising effect, and it can be used in parallel with the mobile communication base station and supply power to the existing transmission line. By installing the power generation capacity necessary for the place where energy is needed in the linkage system, island wallpaper or island area, it is possible to use high-quality electric power without the transmission line.

또한, 본 발명의 사파이어 패널을 이용한 태양광 전지, 즉 사파이어 태양광 전지는 생산 단가를 낮추는 원천기술 및 재질을 개발하였고, 발전 효율도 36% 이상이며, 출력도 240~340 W/㎡로 생산 가격과 수익 경쟁력에서 매우 우수할 뿐만 아니라 상기 사파이어 태양광 전지의 사파이어 패널은 투명하므로 2 내지 3층으로 설치할 수 있는 장점이 있어 시설 설치면적이 작고 빌딩의 유리를 사파이어 태양광 전지로 설치하면 자가 발전 빌딩이 가능한 효과가 있다. In addition, the solar cell using the sapphire panel of the present invention, that is, sapphire photovoltaic cell has developed a source technology and materials that lower the production cost, power generation efficiency is more than 36%, output power 240 ~ 340 W / ㎡ production price In addition to being very competitive in profitability and profitability, the sapphire panels of the sapphire photovoltaic cells are transparent, so they can be installed in two or three floors. This has a possible effect.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 가로등을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 가로등을 도시한 사시도이며, 도 3a는 본 발명의 터빈 풍력발전장치를 도시한 종단면도이며, 도 3b는 본 발명의 터빈 풍력발전장치를 도시한 횡단면도이며, 도 3c는 본 발명의 터빈 풍력발전장치의 하부 지지대를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 가로등을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a street lamp according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a street lamp according to a second embodiment of the present invention, Figure 3a shows a turbine wind power generator of the present invention 3 is a cross-sectional view showing the turbine wind turbine of the present invention, Figure 3c is a cross-sectional view showing the lower support of the turbine wind turbine of the present invention, Figure 4 is a third embodiment of the present invention It is a perspective view which shows the street lamp by.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 의한 가로등은, 기본 골격을 형성하고 하단부가 대지에 매설되어 있는 지주(10)와; 상기 지주(10)의 상단에 장착되고, 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산 및 저장하는 풍력발전장치(20)와; 상기 풍력발전장치(20)의 하부에 지주(10)의 양측으로 설치된 한 쌍의 사파이어 태양광 전지(30)와; 상기 사파이어 태양광 전지(30)의 하부에 상기 풍력발전장치(20)에서 공급된 전력을 이용하여 외부로 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 LED 가로등(40)과; 상기 지주(10)의 하단에 내부에 설치되어 상기 LED 가로등(40)의 동작을 제어하는 제 어부(50)로 이루어진다.First, the street lamp according to the first embodiment of the present invention includes a support 10 which forms a basic skeleton and has a lower end embedded in a ground; A wind power generator 20 mounted on an upper end of the support 10 and producing and storing electric power while rotating by wind; A pair of sapphire photovoltaic cells 30 installed at both sides of the support 10 under the wind power generator 20; At least one LED street light 40 for irradiating light to the outside by using the power supplied from the wind power generator 20 under the sapphire solar cell 30; Installed inside the lower end of the support 10 is made of a control unit 50 for controlling the operation of the LED street light (40).

상기 풍력발전장치(20)는 바람에 의해 회전하는 복수개의 수직축 블레이드(21)와, 상기 복수개의 수직축 블레이드(21)의 중심 하단의 회전축(22)에 연결되어 회전축(22)의 회전속을 증속시키는 증속기(23; 기어박스)와, 상기 증속기(23)에 연결되어 증속기(23)로부터 출력되는 회전력을 전기적 에너지로 변환하는 나셀(도시안됨; Nacelle)로 이루어진다.The wind power generator 20 is connected to a plurality of vertical shaft blades 21 to rotate by the wind, and the rotary shaft 22 of the lower center of the plurality of vertical shaft blades 21 to increase the speed of rotation of the rotary shaft 22 It consists of a speed reducer 23 (gearbox) and a nacelle (not shown) connected to the speed increaser 23 to convert rotational force output from the speed increaser 23 into electrical energy.

상기 풍력발전장치(20)는 오랜 연구와 실험을 통해 수평축(Horizental Axis) 풍력발전장치의 약점을 개선하여 풍향에 대처 능력이 탁월한 수직축(Vertical Axis) 풍력발전장치로서 풍향에 관계없이 회전하며 미풍, 태풍, 회오리(토네이도) 등 어떠한 바람에도 안전하게 운전 가능하도록 회전축 상의 수직축으로 발전 효율성을 높인 풍력발전장치이다.The wind power generator 20 is a vertical axis wind power generator having excellent ability to cope with the wind direction by improving the weakness of the horizontal axis wind power generator through long research and experiment. It is a wind power generator that has improved power generation efficiency on a vertical axis on a rotating shaft to safely operate in any wind such as a typhoon and a tornado.

상기 풍력발전장치는 운전형식이 수평축이 아닌 수직축으로 풍향에 관계없이 항상 한쪽 방향으로 운전하므로 풍차의 회전력이 일정하게 유지되는 장점을 갖고 있으므로 풍차의 블레이드수도 3 내지 6익형까지 설치할 수 있어 난풍에도 매우 적합하며 회전 날개나 타워에 광고 기획을 넣어 광고 효과도 볼 수 있다.The wind power generator has a merit that the driving force is always maintained in one direction regardless of the wind direction as a vertical axis instead of a horizontal axis, so that the rotational force of the windmill is kept constant, so that the number of blades of the windmill can be installed up to 3 to 6 blades. Advertisements can also be put on rotating wings or towers to see the effect.

또한, 이동 통신 기지국으로 병행하여 사용할 수 있으며 현재 사용하고 있는 기존의 송전 선로에 전력을 공급하는 연계시스템과 도서 벽지나 섬 지역 등에 에너지가 필요한 장소에 필요한 소비 전력만큼 발전 용량을 설치하여 송전 선로가 없어도 양질의 전력을 사용할 수 있는 풍력발전장치이다. In addition, it can be used in parallel as a mobile communication base station, and the power generation line is installed by installing the power generation capacity necessary for the place where energy is needed in the linkage system and island wallpaper or island area that supplies power to the existing transmission line. It is a wind power generator that can use high quality power without it.

상기 수직축 블레이드(21)를 가진 풍력발전장치는 수평축을 가진 풍력발전장 치와 같이 프로펠러처럼 블레이드(Blade)가 바람을 치고 돌아가는 방식이 아닌 불어오는 바람의 압력만큼 바람에 밀려서 돌아가는 형식으로 소음이 거의 없으므로 주택가나 도시 건물의 옥상에도 설치할 수 있는 장점을 가지고 있으나 수평축 풍력발전장치는 소음이 심하여 설치장소의 선정에 있어서 제한이 있다.The wind power generator having the vertical blade 21 has a noise almost in the form of being pushed by the wind as the pressure of the blowing wind, rather than the way the blade blows and winds like a propeller like a wind power generator having a horizontal axis. Therefore, it has the advantage that it can be installed on the roof of residential buildings or urban buildings, but the horizontal axis wind turbine is too noisy, and there is a limitation in selecting the installation place.

상기 수직축 블레이드를 가진 풍력발전장치는 청정에너지원인 바람이라는 자원을 이용하는 양질의 전력을 생산하고 화석에너지의 고갈과 지구촌 환경오염의 주범을 생활 속에서 배제함으로써 진정 지구촌을 되살리는 환경 친화적인 개발품이다.The wind turbine generator with the vertical blade is an environmentally friendly product that truly revives the global village by producing high-quality electric power using the resource of wind, which is a clean energy source, and excluding fossil energy exhaustion and global environmental pollution.

그리고, 상기 LED 가로등(40)의 상부면에는 태양광 전지(41)가 부착되어 있다.The solar cell 41 is attached to the upper surface of the LED street light 40.

상기 제어부(50)는 지주(10)의 내부에 수용되고, 상기 풍력발전장치(20) 및 사파이어 태양광 전지(30)에서 생성된 전기를 저장하는 축전장치(51)와, 상기 LED 가로등(40)의 동작을 제어하는 제어기(52)로 이루어진다.The control unit 50 is accommodated in the pillar 10, the power storage device 51 for storing the electricity generated in the wind power generator 20 and the sapphire photovoltaic cell 30 and the LED street light 40 Controller 52 for controlling the operation of the < RTI ID = 0.0 >

상기 풍력발전장치(20)의 복수개의 수직축 블레이드(21)의 중앙에는 S자형 날개(24)가 수직으로 설치되어 복수개의 수직축 블레이드(21)의 회전속도를 더 증가시키게 된다.In the center of the plurality of vertical shaft blades 21 of the wind power generator 20 is an S-shaped blade 24 is installed vertically to further increase the rotational speed of the plurality of vertical shaft blades 21.

상기 나셀은 도시되지는 않았지만 상기 수직축 블레이드(21)의 회전력을 전기적 에너지로 변환하는 발전기와, 상기 수직형 블레이드(21)의 회전을 기계적으로 정지시키는 브레이크와, 상기 수직형 블레이드와 바람의 방향이 수직이 되지 않을 때 발생되는 요(Yaw) 방향 에러에 대응하는 요잉시스템(Yawing system) 등으로 구 성되어, 발생된 전력을 상기 제어부(50)의 축전장치(51)로 전달하게 된다. 이러한 나셀은 이미 공지된 기술로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Although not illustrated, the nacelle may include a generator for converting rotational force of the vertical blade 21 into electrical energy, a brake for mechanically stopping the rotation of the vertical blade 21, and a direction of the vertical blade and wind. It consists of a yawing system (Yawing system) corresponding to the yaw direction error generated when not vertical, and transmits the generated power to the power storage device 51 of the controller 50. Such nacelle is a well-known technique and a detailed description thereof will be omitted.

화석연료에 의한 동력계 사용은 해마가 수많은 유기물을 연소시켜 자연 환경을 파괴하고 있다. 본 발명의 상기 사파이어 태양광 전지(30)는 태양에너지를 전력으로 변환시키는 계획에 기초하여 투명한 사파이어 패널(31)을 사용하여 제작된 것이다.The use of dynamometers by fossil fuels has caused the hippocampus to burn numerous organics, destroying the natural environment. The sapphire photovoltaic cell 30 of the present invention is manufactured using a transparent sapphire panel 31 based on a plan for converting solar energy into electric power.

종래의 일반적인 태양광 전지는 그 기본 재료로 규소인 Si 결정체에 의거하고 있고, 이러한 태양광 전지의 발전 효율은 13% 내지 18%를 넘지 않으며 출력도 180W/㎡ 정도이다. Conventional general photovoltaic cells are based on Si crystals, which are silicon as the base material, and the power generation efficiency of such photovoltaic cells does not exceed 13% to 18% and the output power is about 180 W / m 2.

본 발명의 사파이어 패널을 이용한 태양광 전지, 즉 사파이어 태양광 전지는 생산 단가를 낮추는 원천기술 및 재질을 개발하였고, 발전 효율도 36% 이상이며, 출력도 240~340 W/㎡로 생산 가격과 수익 경쟁력에서 매우 우수하다.Photovoltaic cell using the sapphire panel of the present invention, that is, sapphire photovoltaic cell has developed the original technology and materials to lower the production cost, power generation efficiency is more than 36%, output power 240 ~ 340 W / ㎡ production price and profit Very competitive.

상기 사파이어 태양광 전지(30)의 패널(31)은 투명하므로 2 내지 3층으로 설치할 수 있는 장점이 있어 시설 설치면적이 작고 빌딩의 유리를 사파이어 태양광 전지로 설치하면 자가 발전 빌딩이 가능하다. Since the panel 31 of the sapphire photovoltaic cell 30 is transparent, there is an advantage that it can be installed in two or three floors.

일반적으로 태양광 발전기란 태양에서 나오는 햇빛을 그대로 직접 전기에너지로 변환하는 기술로서 햇빛을 받으면 광전 효과에 의해 전기를 발생하는 태양광 전지를 이용한 발전 방식이다. In general, a solar generator is a technology that converts sunlight directly from the sun directly into electrical energy as a power generation method using a solar cell that generates electricity by the photoelectric effect when receiving sunlight.

상기 사파이어 태양광 전지(30)는 사각 프레임(32)에 삽입된 태양광이 반사되지 않고 투과하도록 투명한 사파이어 패널(31)과, 상기 사파이어 패널(31)의 하 면에 반도체의 PN 접합층과, 후면전극으로 이루어진다.The sapphire photovoltaic cell 30 is a transparent sapphire panel 31 so that the sunlight inserted into the rectangular frame 32 is transmitted without reflection, a PN bonding layer of a semiconductor on the lower surface of the sapphire panel 31, It consists of a back electrode.

상기 PN 접합층은, 실리콘에 보론(boron: 붕소)을 첨가한 P(positive)형 실리콘 반도체를 기본으로 하여 그 표면(phosphorous)을 확산시켜 N(negative)형 실리콘 반도체층을 형성하여 제작된다. 이러한 PN 접합층에 의해 전계가 발생된다. The PN junction layer is manufactured by forming a N-type silicon semiconductor layer by diffusing its surface based on a P-type silicon semiconductor in which boron (boron) is added to silicon. An electric field is generated by this PN bonding layer.

상기 사파이어 패널(31)에 빛이 흡수되면 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체 내에서 N층에서 전자(-)와 P층에서 정공(+)이 발생하여 반도체 내부를 자유로이 이동하는 상태가 된다. 자유로이 이동하다가 PN 접합층에 의해서 발생한 전계에 들어오게 되면 전자(-)는 N형 반도체에, 정공(+)은 P형 반도체에 이루게 되며, P형 반도체와 N형 반도체의 표면에 전극을 형성하여 전자를 외부회로로 흐르게 하면 전류가 발생하게 되어 상기 사파이어 패널과 후면전극에 전선으로 연결된 가로등에 전기를 공급하게 된다.When light is absorbed into the sapphire panel 31, electrons (-) and holes (+) are generated in the N layer and N in the semiconductor due to the energy of the sunlight, thereby moving freely inside the semiconductor. When it moves freely and enters the electric field generated by the PN junction layer, electrons (-) are formed on the N-type semiconductor, holes (+) are formed on the P-type semiconductor, and electrodes are formed on the surfaces of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor. When electrons flow to an external circuit, current is generated to supply electricity to the street lamp connected to the sapphire panel and the rear electrode by a wire.

상기 사파이어 태양광 전지(30)에는, 그 프레임(32)의 후면에 연결 고정된 연결대(33)와, 상기 연결대(33)에 수평으로 연결된 수평연결봉(34)과, 상기 수평연결봉(34)을 태양의 이동 방향을 감지하는 감지기에 의해 제어되어 수평연결봉(34)을 회전시키도록 지주(10)에서 수평으로 정역구동모터(35)가 부착된다. The sapphire photovoltaic cell 30 includes a connecting rod 33 fixed to the rear of the frame 32, a horizontal connecting rod 34 horizontally connected to the connecting rod 33, and the horizontal connecting rod 34. A forward and backward drive motor 35 is attached horizontally in the support 10 so as to be controlled by a sensor that senses the direction of movement of the sun to rotate the horizontal connecting rod 34.

도 2, 도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 의한 가로등으로서, 기본 골격을 형성하고 하단부가 대지에 매설되어 있는 지주(10)와; 상기 지주(10)의 상단에 장착되고, 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산 및 저장하는 터빈 풍력발전장치(60)와; 상기 터빈 풍력발전장치(60)의 하부에 지주(10)의 양측으로 설치된 한 쌍의 사파이어 태양광 전지(30)와; 상기 사파이어 태양광 전지(30)의 하부에 상기 터빈 풍력발전장치(60)에서 공급된 전력을 이용하여 외부로 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 LED 가로등(40)과; 상기 지주(10)의 하단에 내부에 설치되어 상기 LED 가로등(40)의 동작을 제어하는 제어부(50)로 이루어진다.2, 3A, 3B and 3C show a street lamp according to a second embodiment of the present invention, including a support 10 forming a basic skeleton and having a lower end embedded in a ground; A turbine wind power generator (60) mounted on an upper end of the support (10) and producing and storing electric power while rotating by wind; A pair of sapphire photovoltaic cells 30 installed at both sides of the support 10 under the turbine wind power generator 60; At least one LED street light 40 for irradiating light to the outside by using the power supplied from the turbine wind power generator 60 to the lower part of the sapphire solar cell 30; The control unit 50 is installed inside the lower end of the support 10 to control the operation of the LED street light 40.

본 발명의 상기 제1 실시예의 구성과 중복되는 구성의 설명은 생략하고 터빈 풍력발전장치에 대하여 설명한다.Description of the configuration that overlaps with that of the first embodiment of the present invention will be omitted, and the turbine wind power generator will be described.

상기 터빈 풍력발전장치(60)는 수직 회전축(61)에 고정된 S자형의 블레이드(62)와, 상기 S자형 블레이드(62)의 외주면에 수직으로 복수개 결합되어 공기의 풍향과 밀도를 조절하는 보조 블레이드(63)와, 상기 수직 회전축(61)의 하단에 연결되어 회전축의 회전속도를 증속시키는 증속기(64)와, 상기 증속기(64)에 연결되어 증속기(64)로부터 출력되는 회전력을 전기적 에너지로 변환하는 나셀로 이루어진다.The turbine wind power generator 60 is coupled to a plurality of S-shaped blades 62 fixed to the vertical rotation shaft 61 and the outer circumferential surface of the S-shaped blade 62 vertically to adjust the air direction and density of the air A speed increaser 64 connected to the blade 63, a lower end of the vertical rotational shaft 61 to increase the rotational speed of the rotational shaft, and a rotational force connected to the speedometer 64 and outputted from the increaser 64. It consists of nacelle that converts into electrical energy.

상기 터빈 풍력발전장치(60)는 흡입되는 기류를 보조 블레이드(63)를 통과하면서 출구면적이 좁아지게 설계되어 와류풍력에너지의 기류가 가속되어 강해지는 구조이다. 상기 보조 블레이드(63)를 미끄러져 흐르는 기류는 그 면에 접선 방향으로 흘러 공기의 밀도를 낮게 하여 추가로 수직 회전축(61) 내부에 움직이는 기류를 가속시키며 기류를 와류 상태로 조성하기 때문에 각 방향에서 공기가 밀려오며 기류의 질량이 커지면서 내부의 S자형 블레이드(62)에 풍압을 전달하는 방법으로 와류풍력에너지를 이용하므로 미풍에도 높은 발전 효율을 가진 풍력장치이다.The turbine wind power generator 60 is designed to narrow the outlet area while passing the suction air flow through the auxiliary blade 63, thereby accelerating and increasing the air flow of the vortex wind energy. The airflow sliding through the auxiliary blade 63 flows in a tangential direction to the surface to lower the density of the air, thereby further accelerating the airflow moving inside the vertical rotational shaft 61 and creating the airflow in the vortex state in each direction. As air is pushed and the mass of the airflow increases, the vortex wind energy is used as a method of transmitting wind pressure to the internal S-shaped blade 62, so that the wind power device has a high power generation efficiency even in a breeze.

상기한 터빈 풍력발전장치(60)의 장점은 소음이 거의 없고 풍향에 관계없이 미풍에도 정격 출력이 가능하다.The advantage of the turbine wind power generator 60 is that there is little noise and the rated output is possible even in the breeze regardless of the wind direction.

도 3a 내지 도 3c와 같이, 터빈 풍력발전장치(60)는 다층으로 연결하여 출력을 증가시킬 수 있다. As shown in Figure 3a to 3c, the turbine wind power generator 60 may be connected in multiple layers to increase the output.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 가로등을 도시한 사시도로서, 본 발명의 제3 실시예에 의한 가로등은 제1 실시예에 의한 가로등에 복수개의 터빈 풍력발전장치를 더 설치한 것이다. 4 is a perspective view showing a street lamp according to a third embodiment of the present invention, wherein the street lamp according to the third embodiment of the present invention further includes a plurality of turbine wind turbine generators in the street lamp according to the first embodiment.

이 터빈 풍력발전장치는 제2 실시예에서 설명한 바와 같으므로 그 구성에 대한 설명을 생략한다. Since this turbine wind power generator is as described in the second embodiment, the description of the configuration is omitted.

도 5는 본 발명의 충전회로를 도시한 도면으로서, 상기 충전장치(51)의 충전회로(70)는 풍력발전장치(20) 및 터빈 풍력발전장치(60)의 증속기(23, 64)와 나셀을 통해 발생된 전류를 직류로 변환시켜 주는 레귤레이터부(71)와, 레귤레이터부(71)를 통해 변환된 직류를 충전하는 충전부(72)와, 충전부(72)에 충전된 전류를 원하는 대상물, 즉 LED 가로등(40)에 선택적으로 공급하기 위한 스위치부(73)로 구성된다. 5 is a view showing a charging circuit of the present invention, the charging circuit 70 of the charging device 51 and the speed increasers (23, 64) of the wind turbine (20) and turbine wind turbine (60) A regulator unit 71 for converting a current generated through the nacelle into a direct current, a charging unit 72 for charging a direct current converted through the regulator unit 71, and an object for which a current charged in the charging unit 72 is desired; That is, it is composed of a switch unit 73 for selectively supplying the LED street light (40).

도 6은 본 발명의 가로등을 제어하는 제어회로를 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing a control circuit for controlling a street lamp of the present invention.

상기 제어부(50)의 충전장치(51)에서 발생한 DC 전원을 AC 전원으로 변환시켜 주는 정현파 인버터(sine-wave inverter)는 일정한 전류와 전압이 흐르도록 하며 깨끗한 정현파를 구현함으로써 LED 가로등(40)이 일정한 밝기를 유지토록 하고, 상기 제어부(50)는 태양으로부터 사파이어 태양광 전지(30)의 사파이어 패널(31)을 통해 받아들이는 직류에너지를 최대 효율로 적용시킨다.The sine-wave inverter converts DC power generated by the charging device 51 of the controller 50 into AC power so that a constant current and voltage flow and implement a clean sine wave so that the LED street light 40 In order to maintain a constant brightness, the control unit 50 applies the DC energy received from the sun through the sapphire panel 31 of the sapphire photovoltaic cell 30 at maximum efficiency.

상기 제어부(50)는 밝기를 감지하여 어두워지면 전원이 온되고, 밝아지면 오 프된다.The controller 50 senses the brightness and turns on when it is dark, and is turned off when it is bright.

상기 사파이어 태양광 전지(30)의 정역구동모터(35)는 감지기에서 태양광의 이동을 감지하면 그 이동된 거리만큼 사파이어 태양광 전지(30)를 동에서 서쪽 방향으로 미세하게 움직이게 한다. The forward and backward driving motor 35 of the sapphire photovoltaic cell 30 causes the sapphire photovoltaic cell 30 to move slightly westward from the east when the sensor detects the movement of sunlight.

이와 같이 계절의 변화와 지형 조건에 따라 민감하게 대처하기 위하여 설치되는 풍력발전장치는 날씨가 흐리거나 비가 와서 태양광을 집광했음에도 불구하고 에너지가 만충이 안될 경우 에너지를 충전장치(51)의 축전지에 충전할 수 있는 것이다. 이와 같은 구성으로 이루어지는 가로등은 미려한 외관을 제공함으로써 주변 환경과 조화를 이루어 테마 공원 등에도 설치될 수 있는 등 활용도가 높다. As described above, the wind power generator installed to cope with the change of the season and the topographical conditions can collect energy into the storage battery of the charging device 51 when the energy is not full even though the weather is cloudy or rain condenses the sunlight. It can be charged. The street lamp having such a configuration can be installed in a theme park or the like in harmony with the surrounding environment by providing a beautiful appearance.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 풍력과 태양광을 이용한 가로등을 도시한 사시도이고,1 is a perspective view showing a street lamp using wind and solar light according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 풍력과 태양광을 이용한 가로등을 도시한 사시도이며,2 is a perspective view showing a street lamp using wind and solar light according to a second embodiment of the present invention,

도 3a는 본 발명의 터빈 풍력발전장치를 도시한 종단면도이며, Figure 3a is a longitudinal sectional view showing a turbine wind power generator of the present invention,

도 3b는 본 발명의 터빈 풍력발전장치를 도시한 횡단면도이며, Figure 3b is a cross-sectional view showing a turbine wind power generator of the present invention,

도 3c는 본 발명의 터빈 풍력발전장치의 하부 지지대를 도시한 단면도이며, Figure 3c is a cross-sectional view showing the lower support of the turbine wind power generator of the present invention,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 풍력과 태양광을 이용한 가로등을 도시한 사시도이며, 4 is a perspective view showing a street lamp using wind and solar light according to a third embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 의한 충전회로를 도시한 도면이며, 5 is a view showing a charging circuit according to the first to third embodiments of the present invention,

도 6은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 의한 가로등을 제어하는 제어회로를 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing a control circuit for controlling the street lamps according to the first to third embodiments of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 지주 20 : 풍력발전장치10: shore 20: wind power generator

21 : 수직축 블레이드 22 : 회전축21: vertical axis blade 22: axis of rotation

23 : 증속기(기어박스) 24 : S자형 날개23: gearbox 24: S-shaped wing

30 : 사파이어 태양광 전지 31 : 사파이어 패널30: sapphire solar cell 31: sapphire panel

32 : 프레임 33 : 연결대 32: frame 33: connecting rod

34 : 수평연결봉 35 : 정역구동모터34: horizontal connecting rod 35: forward and reverse drive motor

40 : LED 가로등 41 : 태양광 전지40: LED street light 41: solar cell

50 : 제어부 51 : 충전장치50: control unit 51: charging device

52 : 제어기 60 : 터빈 풍력발전장치52: controller 60: turbine wind power generator

61 : 수직 회전축 62 : S자형의 블레이드61: vertical axis of rotation 62: S-shaped blade

63 : 보조 블레이드 64 : 증속기63: auxiliary blade 64: gearbox

Claims (10)

기본 골격을 형성하고 하단부가 대지에 매설되어 있는 지주(10)와; A support 10 forming a basic skeleton and having a lower end embedded in the ground; 상기 지주(10)의 상단에 장착되고, 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산 및 저장하는 풍력발전장치(20)와;A wind power generator 20 mounted on an upper end of the support 10 and producing and storing electric power while rotating by wind; 상기 풍력발전장치(20)의 하부에 지주(10)의 양측으로 설치된 한 쌍의 사파이어 태양광 전지(30)와;A pair of sapphire photovoltaic cells 30 installed at both sides of the support 10 under the wind power generator 20; 상기 사파이어 태양광 전지(30)의 하부에 상기 풍력발전장치(20)에서 공급된 전력을 이용하여 외부로 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 LED 가로등(40)과;At least one LED street light 40 for irradiating light to the outside by using the power supplied from the wind power generator 20 under the sapphire solar cell 30; 상기 지주(10)의 하단에 내부에 설치되어 상기 LED 가로등(40)의 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind power and solar power street light, characterized in that it comprises a control unit 50 installed inside the lower end of the holding (10) to control the operation of the LED street light (40). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 풍력발전장치(20)는 바람에 의해 회전하는 복수개의 수직축 블레이드(21)와;The wind turbine generator 20 includes a plurality of vertical shaft blades 21 rotated by wind; 상기 복수개의 수직축 블레이드(21)의 중심 하단의 회전축(22)에 연결되어 회전축(22)의 회전속을 증속시키는 증속기(23; 기어박스)와;A speed increaser 23 (gearbox) connected to a rotation shaft 22 at a lower center of the plurality of vertical shaft blades 21 to increase the rotation speed of the rotation shaft 22; 상기 증속기(23)에 연결되어 증속기(23)로부터 출력되는 회전력을 전기적 에너지로 변환하는 나셀(Nacelle)로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind power and solar street light, characterized in that made of a nacelle (Nacelle) is connected to the speed increaser 23 to convert the rotational force output from the speed increaser 23 into electrical energy. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 LED 가로등(40)의 상부면에는 태양광 전지(41)가 부착되어 있어 자체 전기를 공급받는 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind and solar power street light, characterized in that the solar cell 41 is attached to the upper surface of the LED street light 40 is supplied with its own electricity. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 풍력발전장치(20)의 복수개의 수직축 블레이드(21)의 중앙에는 S자형 날개(24)가 수직으로 설치되어 복수개의 수직축 블레이드(21)의 회전속도를 더 증가시키는 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.In the center of the plurality of vertical shaft blades 21 of the wind turbine 20, the S-shaped blades 24 are installed vertically to increase the rotational speed of the plurality of vertical shaft blades 21 Photovoltaic street light. 기본 골격을 형성하고 하단부가 대지에 매설되어 있는 지주(10)와;A support 10 forming a basic skeleton and having a lower end embedded in the ground; 상기 지주(10)의 상단에 장착되고, 바람에 의해 회전하면서 전력을 생산 및 저장하는 터빈 풍력발전장치(60)와;A turbine wind power generator (60) mounted on an upper end of the support (10) and producing and storing electric power while rotating by wind; 상기 터빈 풍력발전장치(60)의 하부에 지주(10)의 양측으로 설치된 한 쌍의 사파이어 태양광 전지(30)와; A pair of sapphire photovoltaic cells 30 installed at both sides of the support 10 under the turbine wind power generator 60; 상기 사파이어 태양광 전지(30)의 하부에 상기 터빈 풍력발전장치(60)에서 공급된 전력을 이용하여 외부로 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 LED 가로등(40) 과;At least one LED street light 40 for irradiating light to the outside by using the power supplied from the turbine wind power generator 60 to the lower part of the sapphire photovoltaic cell 30; 상기 지주(10)의 하단에 내부에 설치되어 상기 LED 가로등(40)의 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind power and solar power street light, characterized in that it comprises a control unit 50 installed inside the lower end of the holding (10) to control the operation of the LED street light (40). 제1항 또는 제5항에 있어서, 6. The method according to claim 1 or 5, 상기 사파이어 태양광 전지(30)는 그 프레임(32)의 내부에 고정된 투명한 사파이어 패널(31)과;The sapphire photovoltaic cell 30 includes a transparent sapphire panel 31 fixed inside the frame 32; 상기 프레임(32)의 후면에 연결 고정된 연결대(33)와;A connection table 33 fixedly connected to a rear surface of the frame 32; 상기 연결대(33)에 수평으로 연결된 수평연결봉(34)과;A horizontal connecting rod 34 connected horizontally to the connecting table 33; 상기 수평연결봉(34)을 태양의 이동 방향을 감지하는 감지기에 의해 제어되어 수평연결봉(34)을 회전시키도록 지주(10)에서 수평으로 부착된 정역구동모터(35)로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind power, characterized in that the horizontal connecting rod 34 is controlled by a sensor for detecting the direction of movement of the sun made of a forward and backward drive motor 35 attached horizontally in the support (10) to rotate the horizontal connecting rod 34 And solar power street light. 제1항 또는 제5항에 있어서,6. The method according to claim 1 or 5, 상기 제어부(50)는 지주(10)의 내부에 수용되고, 상기 풍력발전장치(20) 및 사파이어 태양광 전지(30)에서 생성된 전기를 저장하는 축전장치(51)와;The control unit 50 is stored in the support 10, the power storage device 51 for storing the electricity generated in the wind power generator 20 and the sapphire photovoltaic cell 30; 상기 LED 가로등(40)의 동작을 제어하는 제어기(52)로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind and solar power street light, characterized in that consisting of a controller 52 for controlling the operation of the LED street light (40). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 LED 가로등(40)의 하부에 복수개의 터빈 풍력발전장치(60)를 더 설치한 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등. Wind and solar street light, characterized in that the plurality of turbine wind power generator 60 is further installed below the LED street light (40). 제5항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 5 or 9, 상기 터빈 풍력발전장치(60)는 수직 회전축(61)에 고정된 S자형의 블레이드(62)와;The turbine wind power generator (60) includes an S-shaped blade (62) fixed to a vertical rotation shaft (61); 상기 S자형 블레이드(62)의 외주면에 수직으로 복수개 결합되어 공기의 풍향과 밀도를 조절하는 보조 블레이드(63)와;A plurality of auxiliary blades 63 coupled to the outer circumferential surface of the S-shaped blade 62 to adjust air direction and density of air; 상기 수직 회전축(61)의 하단에 연결되어 회전축의 회전속도를 증속시키는 증속기(64)와;An increaser 64 connected to a lower end of the vertical rotation shaft 61 to increase a rotation speed of the rotation shaft; 상기 증속기(64)에 연결되어 증속기(64)로부터 출력되는 회전력을 전기적 에너지로 변환하는 나셀로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.Wind power and solar street light, characterized in that made of a nacelle connected to the speed increaser 64 to convert the rotational force output from the speed increaser 64 into electrical energy. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 터빈 풍력발전장치(60)는 다층으로 연결하여 출력을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 및 태양광 발전 가로등.The turbine wind turbine 60 is a wind power and solar street light, characterized in that the output can be increased by connecting in a multi-layer.
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