KR20130034645A

KR20130034645A - 풍력 발전 시스템

Info

Publication number: KR20130034645A
Application number: KR1020120139943A
Authority: KR
Inventors: 김재운
Original assignee: 김재운
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-04-05

Abstract

본 발명은 건물 옥상 등과 같은 도시의 구조물에 옥외형으로 간편하게 설치하여 전력을 생산할 수 있는 풍력 발전 시스템을 개시한다. 본 발명은 베이스 플레이트와, 베이스 플레이트의 상방에 설치되어 있는 오버헤드 플레이트와, 베이스 플레이트와 오버헤드 플레이트 사이에 설치되어 있는 복수의 로터들로 구성되어 있다. 로터들은 베이스 플레이트와 오버헤드 플레이트 사이에 수직하게 장착되어 있는 샤프트와, 풍력에 의하여 샤프트와 함께 회전할 수 있도록 샤프트에 장착되어 있는 로터 블레이드로 구성되어 있다. 또한, 베이스 플레이트는 프레임 위에 설치되어 건물 옥상 등과 같은 도시의 구조물에 설치되거나 플로팅 데크 위에 설치되어 수면에 설치될 수 있다. 복수의 가이드 베인 장치들이 풍향을 로터쪽으로 유도하도록 베이스 플레이트와 오버헤드 플레이트의 바깥쪽에 설치되어 발전용량을 증가시킬 수 있다. 로터 블레이드는 샤프트를 따라 휘감기는 형태의 트위스트드 블레이드로 구성되어 풍향과 관계없이 원활하게 회전한다.

Description

풍력 발전 시스템{WIND TURBINE SYSTEM}

본 발명은 풍력 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물 옥상 등과 같은 도시의 구조물에 옥외형으로 간편하게 설치하여 전력을 생산할 수 있는 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.

풍력 발전은 바람의 운동에너지를 전기 에너지로 변환시키는 무공해 발전을 구현하는 대체 에너지 기술이다. 풍력 발전 시스템은 크게 블레이드(Blade), 변속장치와 발전기의 세 부분으로 구성되어 있다. 블레이드는 풍력에 의하여 회전되어 풍력 에너지(Wind energy)를 기계적 에너지로 변환시킨다. 변속장치는 블레이드의 회전수를 높여 발전기에 전달하고, 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 풍력 발전 시스템은 형태에 따라 수직축 풍력 발전기(Vertical-Axis Wind Turbine)와 수평축 풍력 발전기(Horizontal-Axis Wind Turbine)로 구분되고 있다.

풍력 발전 시스템은 미국 특허 제7,997,876호와 제8,006,552호 등 많은 특허 문헌들에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 풍력 발전 시스템은 블레이드의 크기와 풍속에 따라 발전량에 차이가 많이 나게 된다. 따라서 블레이드는 타워(Tower), 포스트(Post) 등의 높은 곳에 설치되고 있다.

이러한 풍력 발전 시스템은 발전용량을 크게 하기 위하여 한 곳에 수십 개 이상이 설치되는 풍력 발전 단지로 조성되고 있다. 풍력 발전 단지는 시각·청각적인 거부감과 환경에 미치는 영향 때문에 산간, 해안 등에 제한적으로 조성되고 있는 형편이다. 해상 풍력 발전 단지는 높은 설치비용과 운영 및 관리의 어려움에도 불구하고 부지의 확보가 용이하며, 대규모로 조성할 수 있고, 환경 영향을 최소화할 수 있어 향후 보급이 확대될 것으로 전망되고 있다.

그런데 상기한 바와 같은 종래의 풍력 발전 시스템은 발전용량의 확보를 위하여 대형으로 구성되어 있고, 시각적·청각적인 거부감이 크기 때문에 건물 등과 같은 도시의 구조물에 설치하기 부적합하다. 또한, 종래의 풍력 발전 시스템은 시공과 철거가 어렵고, 시공비가 많이 소요되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 풍력 발전 시스템의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은, 건물 등과 같은 도시의 구조물에 옥외형으로 간편하게 설치하여 전력을 생산할 수 있는 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 구성이 간단하여 소형으로 제작할 수 있으면서도 발전용량을 크게 할 수 있는 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 구조물에 따라 다양한 형태로 변경하여 설치할 수 있는 높은 설계자유도(Design degrees of freedom)를 보유하는 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 계류기구에 의하여 수면에 고정되어 있는 플로팅 데크 위에 간편하게 설치할 있는 풍력 발전 시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 풍력 발전 시스템은, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상방에 평행하게 위치되는 오버헤드 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트에 그 양단이 고정되는 복수의 포스트들; 상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트에 그 양단이 각각 회전가능하도록 지지되어 고정되며 수직하게 장착되는 샤프트; 풍력에 의하여 상기 샤프트와 함께 회전할 수 있도록 상기 샤프트에 장착되며 그 외주에 로터 블레이드가 구비된 로터; 및 상기 샤프트의 양단에 각각 연결되어 구비되며 상기 샤프트의 회전에 의해 전력을 생산하는 한 쌍의 발전기;를 포함한다.

여기서, 상기 샤프트의 양단은 상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트에 회전할 수 있도록 한 쌍의 베어링들에 의하여 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오버헤드 플레이트와 상기 베이스 플레이트를 각각 상면과 하면으로 하여 정의되는 측면에 구비되며, 풍향을 유도하기 위하여 회전할 수 있도록 설치되는 복수의 가이드 베인 장치들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 가이드 베인 장치들은, 상기 베이스 플레이트의 가장자리에 형성되는 복수의 제1 가이드 슬롯들; 상기 오버헤드 플레이트의 가장자리에 형성되는 복수의 제2 가이드 슬롯들; 상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트 사이에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 중공 샤프트; 풍력을 받아 상기 중공 샤프트와 함께 회전할 수 있도록 상기 중공 샤프트에 장착되어 있는 베인; 및 상기 베인의 상하부에 일단이 연결되어 있고, 가이드 핀이 타단에 연결되어 있으며, 상기 가이드 핀은 상기 제1 및 제2 가이드 슬롯들을 따라 이동하도록 상기 제1 및 제2 가이드 슬롯들에 끼워져 있는 한 쌍의 레버들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트는 상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트 사이에 복수 개가 구비되며, 각각의 샤프트에는 상기 로터 블레이드가 구비된 로터가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 플레이트가 설치되어 있고 수면을 부유하는 플로팅 데크와, 상기 플로팅 데크를 수면에 고정하기 위한 복수의 계류기구들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 계류기구들은 각각 상기 플로팅 데크의 가장자리로부터 바깥쪽을 향하여 연장되도록 장착되어 있는 암; 상기 암의 선단에 장착되어 있고, 제1 로프를 감아주는 제1 권양기; 상기 암의 중간에 장착되어 있으며, 제2 로프를 감아주는 제2 권양기; 상기 제1 로프에 메달려 수중의 바닥에 놓여지는 제1 웨이트; 및 상기 제2 로프에 메달려 수중에 배치되는 제2 웨이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풍력 발전 시스템은 건물 등과 같은 도시의 구조물에 옥외형으로 간편하게 설치하여 전력을 효율적으로 생산할 수 있고, 설치되는 장소의 구조와 형태에 맞추어 제작할 수 있는 높은 설계자유도가 보유하여 경제적으로 시공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템은 계류기구에 의하여 수면에 고정되어 있는 플로팅 데크 위에 간편하게 설치하여 전력을 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템의 제1 실시예의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템에서 로터의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템의 제2 실시예의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제2 실시예의 풍력 발전 시스템의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 풍력 발전 시스템의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 10에서 가이드 베인 장치가 접혀져 있는 구성을 나타낸 평면도,
도 12는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템의 제3 실시예의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 풍력 발전 시스템의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 제2 실시예의 풍력 발전 시스템의 구성을 나타낸 평면도이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4에 본 발명에 따른 풍력 발전 시스템의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 베이스 플레이트(Base plate: 110)와 오버헤드 플레이트(Overhead plate: 120)를 구비한다. 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)는 사각형으로 구성되어 있다.

베이스 플레이트(110)는 프레임(Frame: 130)의 상부에 볼팅(Bolting), 용접 등에 의하여 고정적으로 설치되어 있다. 프레임(130)은 볼팅에 의하여 건물의 옥상 등과 같은 구조물에 고정적으로 설치된다.

오버헤드 플레이트(120)는 베이스 플레이트(110)의 상방에 간격을 두고 베이스플레이트(110)와 평행하게 설치되어 있다. 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)는 복수의 포스트(Post: 140)들에 의하여 연결되어 있다. 포스트(140)들은 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)의 네 모서리들을 연결하도록 볼트(142)들의 체결에 의하여 설치되어 있다. 프레임(122)의 상면과 포스트(140)들의 하단 사이에 진동을 방지하기 위한 방진구(Steady: 144)가 장착되어 있다

도 1 내지 도 4를 모두 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120) 사이에 풍력에 의하여 회전할 수 있도록 수직하게 설치되어 있는 복수의 로터(Rotor: 150)들을 구비한다. 로터(150)들은 샤프트(Shaft: 152)와 로터 블레이드(Rotor blade: 154)로 구성되어 있다.

샤프트(152)의 양단은 한 쌍의 베어링(152a, 152b)들에 의하여 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)에 각각 지지되어 있다. 베어링(152a, 152b)들 각각의 베어링샤프트(152c)는 샤프트(152)의 양단에 결합되어 있다.

로터 블레이드(154)는 샤프트(152)의 외면에 장착되어 있다. 로터 블레이드(154)는 샤프트(152)를 따라 휘감기는 형태의 트위스트드 블레이드(Twisted blade: 156)로 구성되어 있다.

트위스트드 블레이드(154)는 제1 측단(156a), 제2 측단(156b), 제1 측단(156a)과 제2 측단(156b)이 샤프트(152)를 따라 휘감기면서 샤프트(152)를 기준으로 교차되는 교차지점(156c)을 갖는다. 트위스트드 블레이드(154)는 교차지점(156c)을 기준으로 상부에 배치되어 있는 상부 블레이드부(156d)와 하부에 배치되어 있는 하부 블레이드부(156e)를 갖는다. 이와 같은 트위스트드 블레이드(154)는 풍향과 관계없이 원활하게 회전된다. 본 실시예에 있어서, 로터 블레이드(154)는 사보니우스(Savonius), 다리우스(Darrieus), 헬리컬(Helical), H형(H-shape) 등 다양한 형태의 수직형 블레이드로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 샤프트(152)의 양단에 전력의 발전을 위하여 연결되어 있는 한 쌍의 발전기(160, 162)들을 구비한다. 발전기(160, 162)들 각각은 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)에 장착되어 있다. 본 실시예에 있어서, 샤프트(152)의 회전력은 샤프트(152)와 연결되어 있는 변속장치, 예를 들면 기어박스(Gear box)에 의하여 증속되어 발전기(160, 162)에 전달될 수 있다.

여기서, 발전기(160,162)의 타입은 아웃로터방식, 이너로터방식, AFPM방식, RFPM방식 등 다양한 타입이 사용될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)의 작용을 살펴본다. 로터(150)들의 로터 블레이드(154)에 풍력이 작용되면, 베어링(152a, 152b)들에 지지되어 있는 샤프트(152)가 로터 블레이드(154)와 함께 회전된다. 샤프트(152)의 회전은 샤프트(152)와 연결되어 있는 발전기(160, 162)들에 전달되고, 발전기(160, 162)들의 발전에 의하여 전력을 생산한다.

샤프트(152)의 양단은 베어링(152a, 152b)들에 의하여 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)에 지지되어 있기 때문에 샤프트(152)의 편심회전이 방지되고, 샤프트(152)의 편심회전에 따른 진동 및 소음의 발생이 방지된다. 또한, 발전기(160, 162)가 샤프트(152)의 양단에 연결되어 로터 블레이드(154)의 비틀림현상 및 손상이 방지된다.

구체적으로 로터 블레이드(154)에 의해 회전되는 샤프트(152)는 발전기의 부하에 의해 비틀림 하중을 받게 되는데, 샤프트(152)의 일단에만 발전기가 구비되는 경우 샤프트(152) 양단에 작용하는 비트림 하중의 불균일로 인해 샤프트(152)가 손상될 위험성 및 진동, 소음의 발생 가능성이 높다.

본 예에서는 샤프트(152)의 양단에 발전기(160, 162)가 구비됨으로써 비틀림 하중의 불균일을 해소할 수 있게 되는 것이다. 나아가 전력 발전량이 증가되는 이점을 가지게 된다.

또한, 두 개의 발전기(160, 162)가 구비되므로 어느 하나가 고장인 경우라도 안정적으로 전력생산이 가능하게 된다.

여기서, 샤프트(152)의 양단에 구비되는 발전기(160, 162)는 비틀림 하중의 불균일 해소를 위해서는 양자의 발전용량이 동일하게 구비되는 것이 좋을 것이나,서로 발전용량이 다르다고 하여도 일정부분 비틀림 하중의 불균일 해소 효과를 얻을 수 있고, 전력의 수요가 적은 곳과 많은 곳을 구별하여 적정한 전력을 공급할 수 있게 되므로 낭비되는 전력량을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 기본적으로 베이스 플레이트(110), 오버헤드 플레이트(120)와 로터(150)들로 간단하게 구성되므로, 용이하게 소형화하여 제작할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 건물의 옥상 등과 같은 도시의 구조물에 옥외형으로 간편하게 설치할 수 있으면서도 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120) 사이의 로터(150)들이 작은 풍량에도 원활하게 회전되어 발전용량을 높일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 타워 등 인위적인 구조물을 시공하지 않고서도 건물 옥상에 설치하여 전력을 효율적으로 생산할 수 있고, 초기 시공비를 크게 절감할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 설치되는 장소, 예를 들어 건물 옥상의 구조나 구조물의 형태에 따라 다양한 형태와 구조로 변경될 수 있다. 도 5에 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)의 베이스 플레이트(110), 오버헤드 플레이트(120)와 프레임(130)이 삼각형으로 구성되어 있는 것이 도시되어 있다. 도 6에 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)의 베이스 플레이트(110), 오버헤드 플레이트(120)와 프레임(130)이 원형으로 구성되어 있는 것이 도시되어 있다. 도 7에 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)의 베이스 플레이트(110), 오버헤드 플레이트(120)와 프레임(130)이 "ㄱ"자형으로 구성되어 있는 것이 도시되어 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)은 설치되는 장소의 구조와 형태에 맞추어 제작할 수 있는 높은 설계자유도가 확보되어 저렴한 비용으로 간편하게 시공할 수 있다.

도 8 내지 도 11에 본 발명에 따른 제2 실시예의 풍력 발전 시스템이 도시되어 있다. 도 8 내지 도 11을 참조하면, 제2 실시예의 풍력 발전 시스템(200)은 앞에서 설명한 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)과 기본적으로 동일하게 구성되어 있으므로, 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고 자세한 설명은 생략한다.

도 8과 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 제1 가이드슬롯(Guide slot: 112)들이 베이스 플레이트(110)의 가장자리에 형성되어 있다. 복수의 제2 가이드슬롯(122)들이 오버헤드 플레이트(120)의 가장자리에 제1 가이드슬롯(112)들과 정렬되도록 형성되어 있다.

도 8 내지 도 11을 다시 참조하면, 복수의 가이드 베인 장치(Guide vane device: 210)들이 풍향을 유도하기 위하여 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)의 바깥쪽에 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 가이드 베인 장치(210)들은 중공 샤프트(Hollow shaft: 212)와 중공 샤프트(212)의 외면에 장착되어 있는 베인(214)으로 구성되어 있다. 중공 샤프트(212)는 포스트(140)들의 외면에 회전할 수 있도록 끼워져 있다. 중공 샤프트(212)는 필요에 따라 베어링에 의하여 지지되어 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120) 사이에 회전할 수 있도록 장착될 수 있다.

한 쌍의 레버(220)들이 베인(214)의 회전을 구속하도록 베인(214)의 상하부를 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)에 연결하고 있다. 레버(220)들의 일단은 피봇(Pivot: 222)에 의하여 베인(214)의 상하부에 연결되어 있다. 가이드 핀(Guide pin: 224)이 레버(220)들의 타단에 장착되어 있다. 가이드 핀(224)은 제1 및 제2 가이드 슬롯(112, 212)을 따라 이동할 수 있도록 제1 및 제2 가이드 슬롯(112, 212)에 끼워져 있다. 제1 및 제2 가이드 슬롯(112, 212)과 가이드 핀(224)은 가이드 레일(Guide rail)과 슬라이드(Slide)를 갖는 리니어 가이드(Linear guide)로 구성될 수 있다.

제2 실시예의 풍력 발전 시스템(200)은 베인(214)이 풍력을 받으면, 베인(214)이 중공 샤프트(212)를 중심으로 회전되면서 풍향을 로터(150)쪽으로 유도한다. 베인(214)의 회전 시 베인(214)을 붙잡고 있는 레버(220)들이 베인(214)과 함께 움직이게 된다. 레버(220)들의 움직임에 대하여 가이드 핀(224)이 제1 및 제2 가이드 슬롯(112, 122)들을 따라 이동되면서 레버(220)들의 움직임을 원활하게 허용한다. 베인(214)은 레버(220)의 구속에 의하여 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)의 바깥쪽에서 회전되면서 풍향을 유도한다. 이와 같이 가이드 베인 장치(210)들의 작동에 의하여 풍향이 로터(150)쪽으로 집중되도록 제어되어 풍량이 증가되므로, 발전용량을 증가시킬 수 있다.

도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 폭풍 등의 악천후에서는 베인(214)을 베이스 플레이트(110)와 오버헤드 플레이트(120)와 이웃하도록 접어둔다. 베인(214)가 접혀져 있으면, 강한 풍력에 의해서 베인(214)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 12 내지 도 14에 본 발명에 따른 제3 실시예의 풍력 발전 시스템이 도시되어 있다. 도 12 내지 도 14를 참조하면, 제3 실시예의 풍력 발전 시스템(300)은 앞에서 설명한 제1 실시예의 풍력 발전 시스템(100)과 기본적으로 동일하게 구성되어 있으므로, 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 제3 실시예의 풍력 발전 시스템(300)은 수면에 부유하는 부유체로 플로팅 데크(Floating deck: 310)를 구비한다. 플로팅 데크(310)는 수면에 잘 뜨는 소재, 예를 들면 플라스틱(Plastics), 폴리머(Polymer), 탄성중합체(Elastomer), 복합재료(Composite Materials) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 플로팅 데크(310)는 샌드위치패널(Sandwich panel)로 구성될 수 있다. 베이스 플레이트(110)는 플로팅 데크(310)의 상면에 설치되어 있다.

본 발명에 따른 제3 실시예의 풍력 발전 시스템(300)은 플로팅 데크(310)를 계류시키기 위한 복수의 계류기구(320)들을 구비한다. 계류기구(320)들은 플로팅 데크(310)의 네 모서리에 각각 설치되어 있다. 계류기구(320)들은 암(Arm: 322), 제1 권양기(Winch: 324), 제2 권양기(326), 제1 웨이트(Weight: 328)와 제2 웨이트(330)로 구성되어 있다.

암(322)은 플로팅 데크(310)의 가장자리로부터 바깥쪽을 향하여 연장되도록 장착되어 있다. 제1 권양기(324)는 암(322)의 선단과 근접되는 위치에 장착되어 있다. 제1 권양기(324)는 제1 로프(Rope: 324a)를 감아주거나 풀어준다. 제1 웨이트(328)는 제1 로프(326)에 메달려 수중의 바닥에 놓여진다. 제2 권양기(326)는 암(322)의 중앙에 장착되어 있다. 제2 권양기(326)는 제2 로프(326a)를 감아주거나 풀어준다. 제2 웨이트(330)는 제2 로프(330)에 메달려 수중에 배치된다. 따라서 플로팅 데크(310)는 수면 위에 안정적으로 고정된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 제3 실시예의 풍력 발전 시스템(300)은 플로팅 데크(310)를 수면에 띄운 상태에서 계류기구(320)들에 의하여 한 장소에 고정시킬 수 있으므로, 하천, 호수, 댐, 해안 등에 설치하여 전력을 생산할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

100, 200, 300: 풍력 발전 시스템 110: 베이스 플레이트
120: 오버헤드 플레이트 130: 프레임
150: 로터 152: 샤프트
152a, 152b: 베어링 154: 로터 블레이드
210: 가이드 베인 장치 160, 162: 발전기
212: 중공 샤프트 214: 베인
220: 레버 310: 플로팅 데크
320: 계류기구 322: 암
324: 제1 권양기 326: 제2 권양기
328: 제1 웨이트 330: 제2 웨이트

Claims

베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트의 상방에 평행하게 위치되는 오버헤드 플레이트;
상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트에 그 양단이 고정되는 복수의 포스트들;
상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트에 그 양단이 각각 회전가능하도록 지지되어 고정되며 수직하게 장착되는 샤프트;
풍력에 의하여 상기 샤프트와 함께 회전할 수 있도록 상기 샤프트에 장착되며 그 외주에 로터 블레이드가 구비된 로터; 및
상기 샤프트의 양단에 각각 연결되어 구비되며 상기 샤프트의 회전에 의해 전력을 생산하는 한 쌍의 발전기;를 포함하는 풍력 발전 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 오버헤드 플레이트와 상기 베이스 플레이트를 각각 상면과 하면으로 하여 정의되는 측면에 구비되며, 풍향을 유도하기 위하여 회전할 수 있도록 설치되는 복수의 가이드 베인 장치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 가이드 베인 장치들은,
상기 베이스 플레이트의 가장자리에 형성되는 복수의 제1 가이드 슬롯들;
상기 오버헤드 플레이트의 가장자리에 형성되는 복수의 제2 가이드 슬롯들;
상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트 사이에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 중공 샤프트;
풍력을 받아 상기 중공 샤프트와 함께 회전할 수 있도록 상기 중공 샤프트에 장착되어 있는 베인; 및
상기 베인의 상하부에 일단이 연결되어 있고, 가이드 핀이 타단에 연결되어 있으며, 상기 가이드 핀은 상기 제1 및 제2 가이드 슬롯들을 따라 이동하도록 상기 제1 및 제2 가이드 슬롯들에 끼워져 있는 한 쌍의 레버들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트는 상기 베이스 플레이트와 상기 오버헤드 플레이트 사이에 복수 개가 구비되며, 각각의 샤프트에는 상기 로터 블레이드가 구비된 로터가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 플레이트가 설치되어 있고 수면을 부유하는 플로팅 데크와, 상기 플로팅 데크를 수면에 고정하기 위한 복수의 계류기구들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 복수의 계류기구들은 각각
상기 플로팅 데크의 가장자리로부터 바깥쪽을 향하여 연장되도록 장착되어 있는 암;
상기 암의 선단에 장착되어 있고, 제1 로프를 감아주는 제1 권양기;
상기 암의 중간에 장착되어 있으며, 제2 로프를 감아주는 제2 권양기;
상기 제1 로프에 메달려 수중의 바닥에 놓여지는 제1 웨이트; 및
상기 제2 로프에 메달려 수중에 배치되는 제2 웨이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.