KR20120066456A - Hybrid generator using vibration - Google Patents

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KR20120066456A
KR20120066456A KR1020100127807A KR20100127807A KR20120066456A KR 20120066456 A KR20120066456 A KR 20120066456A KR 1020100127807 A KR1020100127807 A KR 1020100127807A KR 20100127807 A KR20100127807 A KR 20100127807A KR 20120066456 A KR20120066456 A KR 20120066456A
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박찬희
윤태양
노명현
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재단법인 포항산업과학연구원
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    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems

Abstract

PURPOSE: A hybrid vibration generating apparatus is provided to improve efficiency of piezoelectricity power generation by respectively installing a piezoelectric element between intervals of a plurality of plates. CONSTITUTION: An electromagnetic induction generating unit is composed of an induction coil(40) and magnetization metal(50). The magnetization metal is installed at the free end of a plate. The induction coil is separately installed with the free end of the plate. A transform unit(70) changes electricity formed in the electromagnetic induction generating unit and a piezoelectricity generating unit. A storage battery unit(80) stores the electricity changed in the transform unit. A frequency control unit is installed at the fixed end of the plate and controls vibration frequency entered from outside.

Description

하이브리드 진동발전장치{Hybrid generator using vibration} Hybrid generator using vibration

본 발명은 하이브리드 진동발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량의 진동에너지를 압전원리와 전자기유도 원리를 복합적으로 이용해서 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 하이브리드 진동발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid vibration generating device, and more particularly, to a hybrid vibration generating device for generating electric power by converting vibration energy of a bridge into electrical energy using a combination of piezoelectricity and electromagnetic induction principle.

교량의 진동에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 진동발전장치는 주로 압전원리를 이용하며, 압전 세라믹스를 포함한 금속판이 발전 장치의 한 부분에 외팔보 형식으로 고정되는 형식을 취할 수 있다. Vibration power generating device that converts the vibration energy of the bridge into electrical energy to produce electric power mainly uses piezoelectric power, and may take a form in which a metal plate including piezoelectric ceramics is fixed in a cantilever form to one part of the power generating device.

이러한 금속판은 발전 장치에 진동이 유발될 경우, 압전세라믹스를 포함하는 금속판에 진동이 인가되고 동시에 압전 세라믹스는 휨모드의 변형이 발생하여 압전현상에 의해 변형에너지를 전기에너지로 변환시키게 된다. When the metal plate vibrates in the power generation device, vibration is applied to the metal plate including the piezoelectric ceramics, and at the same time, the piezoelectric ceramics convert the bending energy into electrical energy by the piezoelectric phenomenon.

그러나 압전원리를 이용한 발전 장치는 압전세라믹스를 포함한 금속판의 크기에 비해 형성되는 전류량이 미미한 단점이 있다.However, the power generation apparatus using the piezoelectric power has a disadvantage in that the amount of current formed is small compared to the size of the metal plate including the piezoelectric ceramics.

금속판의 단위 면적당 발생하는 전류량을 높이기 위해 고효율 압전 조성 설계 기술을 개발하거나 분체의 형상제어와 첨가제를 통한 소재 성능을 높이기 위한 기술이 개발된 사례가 있지만 현 기술 수준과 소재 관점에서 발전 성능을 W급 이상으로 높이는 데는 한계점이 있다. In order to increase the amount of current generated per unit area of the metal plate, there have been cases of developing high-efficiency piezoelectric composition design technology or improving the material performance through the shape control and additives of powder. There is a limit to raising above.

또한, 시스템 관점에서 발전 성능을 높이기 위한 방법으로는 압전세라믹스를 포함한 금속판을 다층으로 구성하는 방법이 있으나, 고가의 압전세라믹스를 다층으로 구성하여 발전 효율을 높이는 방법은 설치비용 대비 효과가 미미하다는 문제점이 있다.In addition, as a method for improving power generation performance from a system point of view, there is a method of constructing a multilayered metal plate including piezoelectric ceramics. There is this.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 진동발전시 발전효율을 향상시킬 수 있고, 교량 등의 진동 구조물에 소요되는 가로등, 조명등, 신호등, 교량모니터링 장치에 전력을 공급함으로써, 이들에 대한 별도의 전원공급이 최소화되며 발전장치의 설치비용을 절감할 수 있고, 교량의 외부진동을 주파수 대역별로 튜닝하여 진동 발전을 위한 최적의 진동 주파수를 제공할 수 있는 하이브리드 진동발전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, it is possible to improve the power generation efficiency during vibration power generation, by supplying power to the street lamps, lighting lamps, traffic lights, bridge monitoring devices required for vibration structures such as bridges In addition, the separate power supply for these is minimized, and the installation cost of the power generation device can be reduced, and the hybrid vibration power generation device that can provide the optimal vibration frequency for vibration generation by tuning the external vibration of the bridge by frequency band Its purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정단과 자유단을 구비한 하나 이상의 플레이트에 장착된 압전소자로 이루어진 압전 발전부; 상기 플레이트의 자유단에 설치된 하나 이상의 자화금속과, 상기 플레이트의 자유단과 이격설치되며 상기 자화금속에 대응하는 하나 이상의 유도코일로 이루어진 전자기유도 발전부; 상기 압전 발전부와 상기 전자기유도 발전부에서 형성된 전력을 변환하는 변환부; 및 상기 변환부에서 변환된 전력을 저장하는 축전지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the piezoelectric power generation portion consisting of a piezoelectric element mounted on at least one plate having a fixed end and a free end; An electromagnetic induction generating unit comprising one or more magnetized metals installed at the free end of the plate and one or more induction coils spaced apart from the free end of the plate and corresponding to the magnetized metals; A conversion unit for converting power formed by the piezoelectric power generation unit and the electromagnetic induction power generation unit; And a battery unit which stores the power converted by the conversion unit.

본 발명의 상기 압전 발전부는 복수매의 플레이트가 중첩되어 있고, 상기 플레이트의 중첩부위에 압전소자가 각각 설치되어 있다.In the piezoelectric power generation unit of the present invention, a plurality of plates overlap each other, and piezoelectric elements are respectively provided at overlapping portions of the plates.

본 발명의 상기 전자기유도 발전부는 복수의 자화금속이 상기 플레이트의 자유단에 이격설치되어 있다.The electromagnetic induction generator of the present invention is provided with a plurality of magnetized metal spaced apart from the free end of the plate.

또한, 본 발명은 상기 플레이트의 고정단에 설치되어 외부로부터 유입되는 진동 주파수를 조절하는 주파수 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises a frequency adjusting unit is installed at the fixed end of the plate to adjust the vibration frequency introduced from the outside.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 압전 발전부와 전자기유도 발전부를 함께 설치하여 진동발전시 발전효율을 향상시킬 수 있고, 교량 등의 진동 구조물에 소요되는 가로등, 조명등, 신호등, 교량모니터링 장치에 전력을 공급함으로써, 이들에 대한 별도의 전원공급이 최소화하게 되는 효과를 제공한다.As described above, the present invention can install the piezoelectric power generation unit and the electromagnetic induction power generation unit together to improve the power generation efficiency during the vibration generation, power to the streetlight, lighting, traffic light, bridge monitoring device required for the vibration structure, such as bridges By supplying the, it provides the effect that a separate power supply for these is minimized.

복수매의 플레이트 사이에 압전소자를 각각 설치함으로써, 압전발전의 효율을 향상시키며 발전장치의 설치비용을 절감할 수 있게 된다.By providing the piezoelectric elements between the plurality of plates, respectively, the piezoelectric power generation efficiency can be improved and the installation cost of the power generation device can be reduced.

복수의 자화금속과 이에 대응하는 유도코일을 설치함으로써, 전자기유도 발전의 효율을 향상시키며 발전장치의 설치비용을 절감할 수 있게 된다.By installing a plurality of magnetized metals and corresponding induction coils, it is possible to improve the efficiency of electromagnetic induction power generation and reduce the installation cost of the power generation device.

진동주파수를 조절하는 주파수 조절부를 추가함으로써, 교량의 외부진동을 주파수 대역별로 튜닝하여 진동 발전을 위한 최적의 진동 주파수를 제공할 수 있게 된다.By adding a frequency control unit for adjusting the vibration frequency, it is possible to provide the optimum vibration frequency for vibration generation by tuning the external vibration of the bridge for each frequency band.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 압전 발전부를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 전자기유도 발전부를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 압전 발전부의 다른예를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 전자기유도 발전부의 다른예를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a piezoelectric power generation unit of a hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing an electromagnetic induction generator of the hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing another example of the piezoelectric power generation unit of the hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram showing another example of the electromagnetic induction generator of the hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 압전 발전부를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 전자기유도 발전부를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 압전 발전부의 다른예를 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 진동발전장치의 전자기유도 발전부의 다른예를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a piezoelectric power generation unit of a hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a present invention 4 is a block diagram showing an electromagnetic induction generator of the hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a block diagram showing another example of the piezoelectric power generation unit of the hybrid vibration power generator according to an embodiment of the present invention, Figure 5 It is a block diagram which shows the other example of the electromagnetic induction power generation part of the hybrid vibration power generation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 의한 하이브리드 진동발전장치는 본체부(10), 압전 발전부(20, 30), 전자기유도 발전부(40, 50), 변환부(70), 축전지부(80)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, the hybrid vibration power generator according to the present embodiment includes a main body 10, piezoelectric power generating units 20 and 30, electromagnetic induction generating units 40 and 50, a converting unit 70, and a battery unit ( 80).

본체부(10)는 입방체 형상의 프레임체 형상이나 박스형상으로 형성되어 내부에 압전 발전부(20, 30), 전자기유도 발전부(40, 50)가 설치되며, 교량이나 도로 등과 같이 진동이 발생하는 진동 구조물에 고정 설치된다.The main body portion 10 is formed in a frame shape or a box shape having a cube shape, and piezoelectric power generation units 20 and 30 and electromagnetic induction power generation units 40 and 50 are installed therein, and vibrations are generated, such as a bridge or a road. It is fixedly installed on the vibration structure.

압전 발전부(20, 30)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 본체부(10)의 내부에 설치되며, 고정단과 자유단을 구비한 하나 이상의 플레이트(30)와 여기에 장착된 압전소자(20)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the piezoelectric power generation units 20 and 30 are installed inside the main body unit 10, and have at least one plate 30 having a fixed end and a free end and the piezoelectric element 20 mounted thereon. Is made of.

플레이트(30)는 길이방향의 바아형상으로 형성된 금속판으로서, 일단이 본체부(10)의 내부 벽면에 고정된 고정단이 형성되고 타단은 자유진동이 가능한 자유단으로 이루어져, 외팔보와 같은 형상으로 형성된다.Plate 30 is a metal plate formed in the shape of a bar in the longitudinal direction, one end is fixed to the inner wall of the body portion 10 is formed a fixed end and the other end is made of a free end capable of free vibration, formed in the shape of a cantilever do.

압전소자(20)는 플레이트(30)의 상면 및 하면 중 적어도 일면에 설치되는 압전세라믹스(21)로 이루어지며, 교량 등의 진동시 플레이트(30)의 자유단이 상하로 진동하게 되면 플레이트(30)의 상면 및 하면에 부여되는 압축력과 인장력에 의해 발전된다.The piezoelectric element 20 is composed of a piezoelectric ceramics 21 installed on at least one of the upper and lower surfaces of the plate 30, and when the free end of the plate 30 vibrates up and down during the vibration of the bridge 30, the plate 30 It is developed by the compressive and tensile forces applied to the upper and lower surfaces of

즉, 플레이트(30)의 자유단이 하방으로 진동하면, 플레이트(30)의 상면에 설치된 압전소자(20)는 인장력을 부여받아 발전하게 되고, 플레이트(30)의 하면에 설치된 압전소자(20)는 압축력을 부여받아 발전하게 된다.That is, when the free end of the plate 30 vibrates downward, the piezoelectric element 20 provided on the upper surface of the plate 30 is subjected to a tensile force to generate power, and the piezoelectric element 20 provided on the lower surface of the plate 30. Develop under compression.

또한, 플레이트(30)의 자유단이 상방으로 진동하면, 플레이트(30)의 상면에 설치된 압전소자(20)는 압축력을 부여받아 발전하게 되고, 플레이트(30)의 하면에 설치된 압전소자(20)는 인장력을 부여받아 발전하게 된다.In addition, when the free end of the plate 30 vibrates upward, the piezoelectric element 20 provided on the upper surface of the plate 30 is subjected to a compressive force to generate power, and the piezoelectric element 20 provided on the lower surface of the plate 30. Develop under tension.

즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 압전 발전부(20, 30) 압전세라믹스(21)로 형성된 압전소자(20)가 플레이트(30)에 서로 밀착되게 구성되어 외부에서 인가되는 진동에 의해 압전소자(20와 플레이트(30)의 판진동이 발생하고, 이러한 판진동에 의해 압전세라믹스(21)에 휨방향의 변형이 유발되어 압전현상으로 전류가 생성되도록 구성된다.That is, as shown in Figure 2, the piezoelectric elements 20 formed of the piezoelectric ceramics 21, the piezoelectric power generation unit 20, 30 is formed in close contact with each other on the plate 30, the piezoelectric element ( The plate vibration of the 20 and the plate 30 occurs, and the plate vibration causes the piezoelectric ceramics 21 to be deformed in the bending direction to generate a current in the piezoelectric phenomenon.

이러한 압전 발전부(20, 30)는 도 4에 나타낸 바와 같이 복수매의 플레이트(30)가 중첩되어 있고, 이 플레이트(30)의 중첩부위에 압전소자(20)가 각각 설치되어 있는 것도 가능함은 물론이다.In the piezoelectric power generating units 20 and 30, as shown in FIG. 4, a plurality of plates 30 are overlapped, and the piezoelectric elements 20 may be provided at the overlapping portions of the plates 30, respectively. Of course.

전자기유도 발전부(40, 50)는 플레이트(30)의 자유단에 설치된 하나 이상의 자화금속(50)과, 플레이트(30)의 자유단과 이격설치되며 자화금속(50)에 대응하는 하나 이상의 유도코일(40)로 이루어진다.Electromagnetic induction generating unit (40, 50) is one or more magnetized metal 50 is installed at the free end of the plate 30, one or more induction coils spaced apart from the free end of the plate 30 and corresponding to the magnetized metal (50) It consists of 40.

자화금속(50)은 블럭형상의 영구자석부재로서, 플레이트(30)의 자유단의 진동방향을 따라 플레이트(30)의 자유단의 상면 및 하면에 상하 길이방향으로 입설되어 있다. The magnetized metal 50 is a block-shaped permanent magnet member, and is placed in the vertical direction on the upper and lower surfaces of the free end of the plate 30 along the vibration direction of the free end of the plate 30.

유도코일(40)은 본체부(10) 내부의 상면 및 하면에 각각 설치되어 있으며, 플레이트(30)의 진동시 자화금속(50)이 출입할 수 있도록 통로가 상하 길이방향으로 형성되어 있다.Induction coil 40 is provided on the upper and lower surfaces of the body portion 10, respectively, the passage is formed in the vertical direction in the longitudinal direction so that the magnetic metal 50 can enter and exit during the vibration of the plate (30).

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 압전소자가 부착된 플레이트(30)는 자유단에 자화금속(50)이 부착되어 있고, 본체부(10) 내의 상부면(11) 및 하부면(12)에는와인딩 코일(41)로 이루어진 유도코일(40)이 상기 자화금속(50)과 대응을 이루도록 구성되어 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the plate 30 to which the piezoelectric element is attached has a magnetized metal 50 attached to its free end, and a winding on the upper surface 11 and the lower surface 12 in the body portion 10. Induction coil 40 made of a coil 41 is configured to correspond to the magnetized metal (50).

이러한 와인딩 코일(41)은 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 자화금속(50)의 진동방향에 따라 일직선 형상 또는 경사 형상으로 구성되는 것도 가능함은 물론다.As shown in FIGS. 1 and 3, the winding coil 41 may be configured in a straight or inclined shape according to the vibration direction of the magnetization metal 50.

특히, 외부에서 인가된 진동은 압전세라믹스(21)가 부착된 플레이트(30)의 진동을 유발하고 이 진동에 의해 플레이트(30)의 자유단에 부착된 자화금속(50)이 이와 대응하도록 구성된 와인딩 코일(41)의 내부를 향해 접근한 후, 반대방향인 와인딩 코일(41)의 외부로 빠져 나오는 진동을 발생시키게 된다. In particular, the vibration applied from the outside causes the vibration of the plate 30 to which the piezoelectric ceramics 21 are attached, and the winding is configured such that the magnetized metal 50 attached to the free end of the plate 30 by this vibration corresponds thereto. After approaching the inside of the coil 41, the vibration is released to the outside of the winding coil 41 in the opposite direction.

따라서, 자화금속(50)이 와인딩 코일(41) 내부로 접근과 후퇴를 반복하면서 자화금속(50)에 의해 자기력선속이 변화하게 되며, 이 변화를 방해하는 방향으로 유도전류가 생기도록 회로가 구성되어 전력을 발생시키게 된다.Therefore, the magnetic force flux is changed by the magnetization metal 50 while the magnetization metal 50 repeatedly approaches and retracts into the winding coil 41, and the circuit is configured to generate an induction current in a direction that prevents the change. It generates power.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전자기유도 발전부(40, 50)는 복수의 자화금속(50)이 플레이트(30)의 자유단의 하면에 이격설치되어 있고, 그 상부 및 하부에 대응하는 유도코일(40)이 형성되어 있는 것도 가능함은 물론이다.In addition, as shown in FIG. 5, the electromagnetic induction generators 40 and 50 are provided with a plurality of magnetized metals 50 spaced apart from the lower surface of the free end of the plate 30 and corresponding to the upper and lower portions thereof. It goes without saying that the coil 40 can also be formed.

즉, 압전세라믹스(21)이 부착된 플레이트(30)는 일정 간격으로 크기가 다른 자화금속(50)이 플레이트(30)의 하면에 부착되어 높이가 다른 와인딩 코일(41)과 쌍을 이루며 유도전류를 발생시키도록 구성되어 있다.That is, in the plate 30 to which the piezoelectric ceramics 21 are attached, the magnetized metal 50 having different sizes is attached to the lower surface of the plate 30 at a predetermined interval so that the plate 30 is paired with the winding coils 41 having different heights and induced current. It is configured to generate.

변환부(70)는 압전 발전부(20, 30)와 전자기유도 발전부(40, 50)에서 형성된 전력을 변환하는 변환회로로서, 압전세라믹스(21)이 장착된 플레이트(30)의 진동에 의해 발생된 압전전류와 플레이트(30)에 설치된 한 쌍의 자화금속(50) 및 유도코일(40)에 의해 발생된 유도전류를 정류 및 조절하는 기능을 수행하는 고효율의 에너지 변환회로로 구성되는 것이 바람직하다.The conversion unit 70 is a conversion circuit for converting power formed in the piezoelectric power generation units 20 and 30 and the electromagnetic induction power generation units 40 and 50, and is caused by vibration of the plate 30 on which the piezoelectric ceramics 21 are mounted. It is preferable that a high efficiency energy conversion circuit performs a function of rectifying and regulating the generated piezoelectric current and the induced current generated by the pair of magnetized metal 50 and the induction coil 40 installed on the plate 30. Do.

축전지부(80)는 변환부(70)에서 변환된 전력을 저장하는 축전지로서, 진동으로 발생된 압전현상과 전자기유도 현상에 따라 발생되는 조각전류를 저장 할 수 있도록 충전형 배터리로 구성하는 것이 바람직하고 방전 손실을 최소화 할 수 있는 고효율 배터리로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.The storage unit 80 is a storage battery that stores the power converted by the conversion unit 70. The storage unit 80 is preferably configured as a rechargeable battery so as to store the piezoelectric phenomenon generated by the vibration and the engraving current generated by the electromagnetic induction phenomenon. It is more preferable to configure a high efficiency battery that can minimize the discharge loss.

또한, 본 실시예의 하이브리드 진동발전장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 플레이트(30)의 고정단이 설치된 본체부(10)의 측벽 하부에 각각 형성되어 외부로부터 유입되는 진동 주파수를 조절하는 주파수 조절부(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, as shown in Figure 1, the hybrid vibration generator of the present embodiment is formed on the lower side of the side wall of the main body portion 10, the fixed end of the plate 30, respectively, frequency adjusting unit for adjusting the vibration frequency introduced from the outside It is preferable to further include (60).

이러한 주파수 조절부(60)는 교량의 외부진동을 주파수 대역별로 튜닝할 수 있도록 조절하는 구성으로서, 본체부(10) 내의 압전세라믹스(21)이 장착된 플레이트(30)의 진동을 공진 주파수 대역으로 맞출 수 있도록 조절하는 것이 바람직하다.The frequency adjusting unit 60 is configured to adjust the external vibration of the bridge for each frequency band, and the vibration of the plate 30 on which the piezoelectric ceramics 21 in the main body unit 10 are mounted is a resonance frequency band. It is desirable to adjust so that it can fit.

또한, 주파수 조절부(60)는 교량의 외부진동에 민감한 구조로 유도하기 위하여 고탄성 소재가 부착되어 진동하도록 유도하고, 압전세라믹스(21)이 장착된 플레이트(21)의 외팔보 구조에 진동이 용이하게 인가되도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the frequency adjusting unit 60 guides the high elastic material to be attached and vibrates to guide the structure sensitive to external vibration of the bridge, and easily vibrates the cantilever structure of the plate 21 on which the piezoelectric ceramics 21 are mounted. More preferably, it is configured to be applied.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 압전원리와 전자기유도 원리를 동시에 이용함으로써 mW급의 교량 구조물의 무선모니터링용 전원 뿐만 아니라 물론 수W?수백W 용량의 신호등, 조명등, 가로등에 제공되는 발광전원 등에도 적용할 수 있게 된다.According to this embodiment, by using the piezoelectricity and the electromagnetic induction principle at the same time, as well as the power for wireless monitoring of the bridge structure of mW class, as well as the light source power supplied to the signal lamps, lighting lamps, street lights of several W to several hundred W capacity, etc. Applicable.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 압전 발전부와 전자기유도 발전부를 함께 설치하여 진동발전시 발전효율을 향상시킬 수 있고, 교량 등의 진동 구조물에 소요되는 가로등, 조명등, 신호등, 교량모니터링 장치에 전력을 공급함으로써, 이들에 대한 별도의 전원공급이 최소화하게 되는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, the piezoelectric power generation unit and the electromagnetic induction power generation unit may be installed together to improve the power generation efficiency during the vibration generation, and power is supplied to streetlights, lighting lamps, traffic lights, and bridge monitoring devices required for vibration structures such as bridges. By supplying the, it provides the effect that a separate power supply for these is minimized.

또한, 복수매의 플레이트 사이에 압전소자를 각각 설치함으로써, 압전발전의 효율을 향상시키며 발전장치의 설치비용을 절감할 수 있고, 복수의 자화금속과 이에 대응하는 유도코일을 설치함으로써, 전자기유도 발전의 효율을 향상시키며 발전장치의 설치비용을 절감할 수 있게 된다.In addition, by installing piezoelectric elements between a plurality of plates, the piezoelectric power generation efficiency can be improved, and the installation cost of the power generation device can be reduced, and a plurality of magnetized metals and corresponding induction coils can be installed to provide electromagnetic induction power generation. It can improve the efficiency and reduce the installation cost of the generator.

또한, 진동주파수를 조절하는 주파수 조절부를 추가함으로써, 교량의 외부진동을 주파수 대역별로 튜닝하여 진동 발전을 위한 최적의 진동 주파수를 제공할 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, by adding a frequency control unit for adjusting the vibration frequency, it is possible to provide an effect that can provide the optimum vibration frequency for vibration generation by tuning the external vibration of the bridge for each frequency band.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.

10:본체부 20: 압전소자
30: 플레이트 40: 유도코일
50: 자화금속 60: 주파수 조절부
70: 변환부 80: 축전지부10: main body 20: piezoelectric element
30: plate 40: guide coil
50: metal magnet 60: frequency control unit
70: converter 80: battery unit

Claims (4)

고정단과 자유단을 구비한 하나 이상의 플레이트에 장착된 압전소자로 이루어진 압전 발전부;
상기 플레이트의 자유단에 설치된 하나 이상의 자화금속과, 상기 플레이트의 자유단과 이격설치되며 상기 자화금속에 대응하는 하나 이상의 유도코일로 이루어진 전자기유도 발전부;
상기 압전 발전부와 상기 전자기유도 발전부에서 형성된 전력을 변환하는 변환부; 및
상기 변환부에서 변환된 전력을 저장하는 축전지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 진동발전장치.A piezoelectric generator comprising a piezoelectric element mounted on at least one plate having a fixed end and a free end;
An electromagnetic induction generating unit comprising one or more magnetized metals installed at the free end of the plate and one or more induction coils spaced apart from the free end of the plate and corresponding to the magnetized metals;
A conversion unit for converting power formed by the piezoelectric power generation unit and the electromagnetic induction power generation unit; And
And a storage unit for storing the power converted by the converting unit. 제 1 항에 있어서,
상기 압전 발전부는 복수매의 플레이트가 중첩되어 있고, 상기 플레이트의 중첩부위에 압전소자가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 진동발전장치.The method of claim 1,
The piezoelectric power generation unit is a hybrid vibration power generator, characterized in that a plurality of plates are superimposed, the piezoelectric elements are respectively provided on the overlapping portion of the plate. 제 1 항에 있어서,
상기 전자기유도 발전부는 복수의 자화금속이 상기 플레이트의 자유단에 이격설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 진동발전장치.The method of claim 1,
The electromagnetic induction generator is a hybrid vibration generating device, characterized in that a plurality of magnetized metal is spaced apart from the free end of the plate. 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트의 고정단에 설치되어 외부로부터 유입되는 진동 주파수를 조절하는 주파수 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 진동발전장치.The method of claim 1,
And a frequency adjusting unit installed at the fixed end of the plate to adjust the vibration frequency introduced from the outside.
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