KR20120110974A - 학습용 풍력발전 실습장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 학습용 풍력발전 실습장치에 관한 것으로서, 메인 하우징에 대해 회전가능하게 설치된 회전날개의 회전에 의해 발생되는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하며, 회전날개의 회전축에 형성된 종동풀리를 구비하는 풍력발전기와, 풍력발전기의 메인하우징을 메인 프레임에 대해 이격되게 지지하는 지지프레임과, 풍력발전기의 출력단을 통해 출력되는 전기에너지의 전류 및 전압을 검출하는 검출부와, 검출부에서 출력되는 전류 및 전압 정보를 수신받아 표시부를 통해 표시하는 모니터링부와, 종동풀리와 동력전달부재를 통해 결합되어 회전날개를 회전시키는 강제 구동유니트를 구비한다. 이러한 학습용 풍력발전 실습장치에 의하면, 사용자가 회전날개의 회전수를 가변되게 조작하면서 생성되는 전력을 시각적으로 확인 할 수 있어 풍력발전 원리의 이해와 실습을 교육현장에서 쉽게 수행할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

학습용 풍력발전 실습장치{equipment of education for wind power generation}
본 발명은 학습용 풍력발전 실습장치에 관한 것으로서, 상세하게는 풍력을 이용한 발전원리에 대해 사용자가 체험적으로 관찰 및 실습할 수 있도록 된 학습용 풍력발전 실습장치에 관한 것이다.
최근 풍력에너지를 이용한 대체 에너지에 많은 관심과 개발이 이루어지고 있으나, 학생들이 풍력에너지의 발전원리를 이해하고, 이를 실습할 수 있는 실습교재는 거의 전무한 상태이다.
즉, 풍력을 이용한 발전장치는 규모가 매우 큰 대규모 풍력발전설비로부터, 가로등에 전원을 공급하기 위한 소형 풍력발전설비에 이르기 까지 다양하게 제공되고 있으나, 이런 풍력발전장치의 발전원리 및 풍력을 에너지로 변환하는 과정 등에 대해 간편하게 확인하고 교육할 수 있는 실습장치는 마련되어 있지 않아 풍력에 관련된 교육은 이론에 의존하여 수행할 수 밖에 없어 교육 효과가 감소되는 문제점이 있다.
따라서, 학생들이 직접 조작하면서 체험적으로 풍력의 발전원리를 관찰 및 실습할 수 있도록 하여 대체 에너지로서의 개발가치가 높은 풍력 발전분야에 학생들의 관심와 흥미를 유발할 수 있는 실습장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 풍력발전기의 회전날개를 사용자의 조작에 의해 회전수를 가변시킬 수 있도록 하면서 생성되는 전력을 시각적으로 제공할 수 있는 학습용 풍력발전 실습장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 학습용 풍력발전 실습장치는 메인 하우징에 대해 회전가능하게 설치된 회전날개의 회전에 의해 발생되는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하며, 상기 회전날개의 회전축에 형성된 종동풀리를 구비하는 풍력발전기와; 상기 풍력발전기의 상기 메인하우징을 메인 프레임에 대해 이격되게 지지하는 지지프레임과; 상기 풍력발전기의 출력단을 통해 출력되는 전기에너지의 전류 및 전압을 검출하는 검출부와; 상기 검출부에서 출력되는 전류 및 전압 정보를 수신받아 표시부를 통해 표시하는 모니터링부와; 상기 종동풀리와 동력전달부재를 통해 결합되어 상기 회전날개를 회전시키는 강제 구동유니트;를 구비한다.
바람직하게는 상기 강제 구동 유니트는 상기 종동풀리와 상기 동력전달부재를 통해 결합된 구동풀리를 회전구동시키는 모터와; 상기 모터의 회전수를 사용자의 조작에 의해 조정할 수 있도록 된 회전수 조작부와; 상기 회전수 조작부에 의해 설정된 회전수로 상기 모터가 회전되게 상기 모터를 구동하는 모터 구동부;를 구비하고, 상기 검출부는 상기 풍력발전기의 출력단에서 출력되는 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 풍력발전기의 출력단에서 출력되는 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 전류검출부와 상기 전압검출부에서 출력되는 전류 및 전압정보를 상기모니터링부에서 요구하는 디지털신호로 변환하여 출력하는 중계처리부;를 구비하고, 상기 모니터링부는 상기 중계처리부에서 제공되는 정보를 수신받아 저장 및 처리하는 모니터링처리부가 탑재된 컴퓨터가 적용된다.
본 발명에 따른 학습용 풍력발전 실습장치에 의하면, 사용자가 회전날개의 회전수를 가변되게 조작하면서 생성되는 전력을 시각적으로 확인 할 수 있어 풍력발전 원리의 이해와 실습을 교육현장에서 쉽게 수행할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 학습용 풍력발전 실습장치를 개략적으로 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 도 1의 학습용 풍력발전 실습장치의 제어계통 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 학습용 풍력발전 실습장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 학습용 풍력발전 실습장치를 개략적으로 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 학습용 풍력발전 실습장치의 제어계통 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 학습용 풍력발전 실습장치(100)는 메인 프레임(101), 풍력발전기(110), 검출부(130), 모니터링부(150), 강제구동 유니트(170)를 구비한다.
메인 프레임(101)은 판형 플레이트(101a)에 다리(101b)를 갖는 탁자 형태로 형성되어 있고, 도시된 예와 다른 구조로 형성될 수 있음은 물론이다.
풍력발전기(110)는 회전날개(116)의 회전에 의해 발생되는 풍력에너지를 전기에너지로 변환할 수 있도록 되어 있다.
풍력발전기(110)는 메인 하우징(112) 내에 장착된 발전유니트(114)로부터 메인 하우징(112) 외부로 연장된 회전축(115)에 회전날개(116)와 종동풀리(118)가 설치되어 있다.
지지프레임(106)은 풍력발전기(110)의 메인하우징(112)을 메인 프레임(101)에 대해 이격되게 지지한다.
강제구동 유니트(170)는 종동풀리(118)와 동력전달부재인 벨트(172)를 통해 결합되어 회전날개(116)를 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
강제구동 유니트(170)는 종동풀리(118)와 벨트(172)를 통해 결합된 구동풀리(174)를 회전구동시키는 모터(176)와, 모터(176)의 회전수를 사용자의 조작에 의해 조정할 수 있도록 된 회전수 조작부(178) 및 회전수 조작부(178)에 의해 설정된 회전수로 모터(176)가 회전되게 모터(176)를 구동하는 모터 구동부(180)를 구비한다.
검출부(130)는 풍력발전기(110)의 출력단으로부터 송전선(121)을 통해 출력되는 전기에너지의 전류 및 전압을 검출한다.
검출부(130)는 풍력발전기(110)의 출력단으로부터 송전선(121)을 통해 출력되는 전기에너지의 전류를 검출하는 전류검출부(131)와, 송전선(121)을 통해 출력되는 전압을 검출하는 전압검출부(133)와, 전류검출부(131)와 전압검출부(133)에서 출력되는 전류 및 전압정보를 후술되는 모니터링부(150)에서 요구하는 디지털신호로 변환하여 출력하는 중계처리부(135)를 구비한다.
참조부호 137은 송전선(121)을 통해 공급되는 전기 에너지를 저장하는 충전부이고, 충전된 전력을 단자를 통해 부하로 공급할 수 있도록 되어 있다.
모니터링부(150)는 검출부(130)에서 출력되는 전류 및 전압 정보를 수신받아 표시부(152)를 통해 표시한다.
바람직하게는 모니터링부(150)는 컴퓨터로 구축된다.
모니터링부(150)는 중계처리부(135)에서 제공되는 정보를 수신받아 기억장치(미도시)에 저장하고 처리하는 모니터링처리부(154)가 탑재되어 있다.
여기서 모니터링 처리부(154)는 컴퓨터의 기억장치에 설치된 프로그램으로서, 입력된 전류와 전압값을 표시하고, 검출된 전압 및 전류로부터 생성되는 전력을 표시하는 등 지원되는 기능을 처리할 수 있도록 되어 있다.
바람직하게는 모니터링 처리부(154)는 회전수 조작부(178)에 의해 설정된 회전수정보를 입력받아 이를 함께 표시할 수 있도록 구축된다.
참조부호 156은 키보드 및 마우스와 같은 입력부이다.
이러한 학습용 풍력발전 실습장치(100)는 학습자가 회전수 조작부(178)를 조작하여 회전날개(116)의 회전수를 다양하게 변화시켜보면서 모니터링부(150)의 표시부(152)를 통해 표시되는 전류 및 전압 변화와 그로부터 생성되는 전력을 시각적으로 확인할 수 있다.
110: 풍력발전기 130: 검출부
150: 모니터링부 170: 강제구동 유니트

Claims (2)

  1. 메인 하우징에 대해 회전가능하게 설치된 회전날개의 회전에 의해 발생되는 풍력에너지를 전기에너지로 변환하며, 상기 회전날개의 회전축에 형성된 종동풀리를 구비하는 풍력발전기와;
    상기 풍력발전기의 상기 메인하우징을 메인 프레임에 대해 이격되게 지지하는 지지프레임과;
    상기 풍력발전기의 출력단을 통해 출력되는 전기에너지의 전류 및 전압을 검출하는 검출부와;
    상기 검출부에서 출력되는 전류 및 전압 정보를 수신받아 표시부를 통해 표시하는 모니터링부와;
    상기 종동풀리와 동력전달부재를 통해 결합되어 상기 회전날개를 회전시키는 강제 구동유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 학습용 풍력발전 실습장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강제 구동 유니트는
    상기 종동풀리와 상기 동력전달부재를 통해 결합된 구동풀리를 회전구동시키는 모터와;
    상기 모터의 회전수를 사용자의 조작에 의해 조정할 수 있도록 된 회전수 조작부와;
    상기 회전수 조작부에 의해 설정된 회전수로 상기 모터가 회전되게 상기 모터를 구동하는 모터 구동부;를 구비하고,
    상기 검출부는
    상기 풍력발전기의 출력단에서 출력되는 전류를 검출하는 전류검출부와;
    상기 풍력발전기의 출력단에서 출력되는 전압을 검출하는 전압검출부와;
    상기 전류검출부와 상기 전압검출부에서 출력되는 전류 및 전압정보를 상기모니터링부에서 요구하는 디지털신호로 변환하여 출력하는 중계처리부;를 구비하고,
    상기 모니터링부는 상기 중계처리부에서 제공되는 정보를 수신받아 저장 및 처리하는 모니터링처리부가 탑재된 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 학습용 풍력발전 실습장치.
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